1.3.1.3 Класифікація датчиків

Як було визначено раніше у системах автоматики призначення датчика – перетворення контрольованої або регульованої величини у вихідний сигнал, більше зручний для подальшої передачі інформації. Часто датчик називають перетворювачем. Перетворювач, це більше загальний термін, тому що будь-який елемент автоматики, який має свій вхід і вихід, у тім і іншому ступені є перетворювачем.

У найпростішому випадку датчик здійснює тільки одне перетворення , наприклад сили в переміщення (у пружині), або температури в електрорушійну силу (у термоелементі). Однак, у ряді випадків у датчику здійснюється ряд перетворень: вхідна величина X впливає на проміжну Z, а сигнал Z - на необхідну вихідну величину Y

; (1.9)

Число таких послідовних перетворень може бути й більше двох. У цьому випадку датчики є складними і називаються датчиками з послідовним перетворенням. Вхідна частина таких датчиків називається сприймаючим органом, вихідна частина - виконавчим органом. Всі інші частини називаються проміжними органами. Нерідко той самий конструктивний елемент датчика виконує кілька функцій, наприклад, пружна мембрана виконує функцію сприймаючого органа (перетворення тиску в силу) і функцію виконавчого органа (перетворення сили в переміщення).

Виняткове різноманіття датчиків, застосовуваних в автоматиці, викликає необхідність їхньої класифікації. У даний час відомі наступні типи датчиків, які за вхідною величиною діляться наступним чином:

Приклади датчика Вхідна величина

1. Механічний Переміщення твердого тіла

2. Електричний Електрична величина

3. Гідравлічний Переміщення рідини

4. Пневматичний Переміщення газу

5. Термічний Теплота

6. Оптичний Світлова величина

7. Акустичний Звукова величина

8. Радіохвильовий Радіохвилі

9. Ядерний Ядерні випромінювання.

У межах кожної групи, можливий розподіл датчиків на підгрупи.

Найбільш широке застосування одержали електричні датчики. Електричні датчики за принципом перетворень діляться на два типи - модулятори й генератори.

У модуляторів (їх ще називають параметричними датчиками) вхідний сигнал впливає на допоміжне електричне коло, змінюючи її параметри й модулюючи значення й характер зміни струму або напруги від стороннього джерела енергії. Завдяки цьому одночасно підсилюється вхідний сигнал. Наявність стороннього джерела енергії обов'язкова умова роботи параметричних датчиків.

Модуляція здійснюється за допомогою зміни одного з трьох параметрів - омічного опору, індуктивності або ємності. Відповідно до цього розрізняє групи омічних, індуктивних і ємнісних датчиків.

Кожна із груп може ділитися на підгрупи. Так, найбільш велика група омічних датчиків може бути розділена на підгрупи: тензорезисторни, потенціометри, терморезистори, фоторезистори.

Другий тип - є просто перетворювачами. Вони засновані на виникненні електрорушійної сили, під впливом різних процесів, пов'язаних з контрольованою величиною.

Виникнення такої ЕРС може відбуватися, наприклад, внаслідок електромагнітної індукції термоелектрики, п'єзоелектрики, фотоелектрики. Інші явища викликають поділ електричних зарядів.

Таким чином, можемо одержати загальну схему класифікації електричних датчиків рис. 1.10.