12. Классификация первичных преобразователей.

ИП классифицируются по принципу работы и практическому применению.

1. По назначению ИП делят на:

- первичные преобразователи;

- унифицированные;

- промежуточные.

Датчик – это конструктивно обособленный первичный преобразователь, на входе которого действует неэлектрическая величина, на выходе - электрический сигнал.

Чувствительный элемент – это элемент ИП, непосредственно воспринимающий измеряемую величину неэлектрического происхождения.

Первичный преобразователь - является 1-ым в измеряемой цепи и включает в себя чувствительный элемент, а также необходимые для преобразования неэлектрических величин в электрическую.

Унифицированный ИП состоит из датчика и схемы согласования; измеряемая физическая величина преобразуется с использованием источника энергии в нормированную выходную величину.

Нормированные сигналы постоянного тока находятся в диапазоне: 0…±5 мА или 0…±20 мА. Для устройств со смещенным нулем: ±1…±5 мА или ±4…±20 мА.

При необходимости регулирования границы диапазонов токовых сигналов лежат в пределах:

нижняя: 0… 5 мА

верхняя: 12… 25 мА

В устройствах с нормированными токовыми сигналами допускается применение различных измерительных приборов с внутренним сопротивлением не более 1 кОм.

Нормированные значения диапазона сигналов напряжения составляют:

0…±1 В или 0…±10 В.

При использовании в качестве выходной величины частоты рекомендуемый диапазон измерения: 5…25 Гц.

В пневматических системах нормированное давление газа должно находится в диапазоне: 0,02…0,1 МПа.

Промежуточный ИП получает сигнал от предыдущего и передает к последующему.

1. По характеру преобразования входные величины:

- линейные;

- нелинейные.

3. По принципу действия ПИП делятся на:

- генераторные;

- параметрические.

Выходным сигналом генераторных ПИП является ЭДС, напряжение, ток и электрический заряд, функционально связанные с измеряемой величиной, например ЭДС термопары.

В параметрических ПИП измеряемая величина вызывает пропорциональное ей изменение параметров электрической цепи: R, L, C.

К генераторным относятся:

- индукционные;

- пьезоэлектрические;

- некоторые разновидности электрохимических.

Резистивные ИП - преобразуют измеряемую величину в сопротивление.

Электромагнитные ИП – преобразуют в изменение индуктивности или взаимоиндукцию.

Емкостные ИП – преобразуют в изменение ёмкости.

Пьезоэлектрические ИП – преобразуют динамическое усилие в электрический заряд.

Гальваномагнитные ИП – основаны на эффекте Холла преобразуют действующее магнитное поле в ЭДС.

Тепловые ИП - измеряемую температуру преобразуют в величину термосопротивления или ЭДС.

Оптоэлектронные ИП – преобразуют оптические сигналы в электрические.

Для датчиков основными характеристиками являются:

- тип;

- диапазон рабочих температур и погрешность в этом диапазоне;

- обобщенные входные и выходные сопротивления;

- частотная характеристика.

В промышленном применении погрешность датчиков, используемых в процессах регулирования, должна быть не более 1–2%. А для задач контроля – 2 – 3%.

Первичные приборы или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи:

1) Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрикинетические, гальванические и др. датчики).

2)К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термосопротивления и т.п. Им для работы необходим источник энергии.

3) Выходным сигналом механических первичных преобразователей  (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.

В основном это преобразователи температуры и преобразователи расхода.