Д атчики систем автоматики
Датчик – технический прибор, который преобразует физический параметр x в выходной сигнал ид, который может быть использован в устройствах автоматики.
В технике различают датчики общепромышленного и специального типа.
Общепромышленные датчики - регистрация сигналов, часто встречающихся в технике (датчики температуры, давления, соотношения и т. п.).
Специализированные датчики разрабатываются для данной СУ. В полиграфии - датчики контроля приводки, оптической плотности, степени увлажнения и т.п.
Датчики систем автоматики могут отличаться от датчиков измерительных систем (чувствительный элемент должен обеспечить однозначную связь между физическими параметрами х и ид).
Датчик должен иметь низкую погрешность. Статическая характеристика измерительного датчика должна быть по возможности линейной.
В системах автоматики свойства датчиков существенно нелинейные (датчики релейного типа). Датчики систем автоматики осуществляют динамическое преобразование входного сигнала (могут интегрировать или дифференцировать входной сигнал x(t)).
П ЧЭ — первичный чувствительный элемент; ПУ — предварительный усилитель.
ПЧЭ является основным элементом датчика, он преобразует физическую величину х'. Обычно мощность сигнала х' очень мала и в датчике располагается предварительный усилитель.
Основные функции предварительного усилителя: усиление сигнала х' по мощности; коррекция нелинейности статической характеристики первичного чувствительного элемента; коррекция динамических свойств; фильтрация высокочастотных помех; функциональное преобразование выходного сигнала (логарифмирование).
Р азличают обычные датчики, в которых выходной сигнал ид пропорционален физическому параметру x, и двухтактные датчики или дифференциальные датчики. В этих датчиках выходной сигнал ид пропорционален разности измеряемого сигнала х и его заданного значения xзад, т.е. uд=х-хзад
Классификация датчиков
П о наименованию физических параметров, для измерения которого предназначен датчик (датчик температуры, расхода, натяжения и т. п.); По принципу, который заложен в основу работы датчика (мембранный датчик давления, термопарный датчик температуры, пружинный датчик натяжения); По физической природе вых сигнала (пневматические, гидравлические, электрические, электронные, световые, оптоэлектронные датчики); По характеру квантования входных и выходных сигналов датчики делятся на аналоговые (с непрерывным выходным сигналом), импульсные (с квантованным по времени выходным сигналом) и цифровые (с выходным сигналом, квантованным по времени и по уровню). Понятие «импульсный» характеризует принцип работы датчика (импульсный датчик приводки или увлажнения); По свойству линейности статической характеристики различают пропорциональные (линейные) и нелинейные датчики (логические датчики); По динамическому преобразованию входного сигнала (малоинерционные, инерционные, интегрирующие, дифференцирующие и т.п.); По свойствам функционального преобразования различают: обычные и функциональные датчики (функциональные преобразования выходного сигнала); По учету заданного значения измеряемой величины - обычные и двухтактные датчики.
Статической характеристикой датчика φ(х) называется зависимость установившихся значений выходного сигнала ид, полученная при постоянных значениях входного сигнала x, т.е. uд= φ(х).
Для датчиков указывается область, допустим режимов.
Чувствительностью датчика S(x) называется первая производная от его статической характеристики φ(х), т.е. .
На линейном участке статической характеристики чувствительность S примерно постоянна: S=S0.
Чем выше чувствительность датчика, тем лучше качество его работы. Для линейных датчиков значение чувствительности S совпадает с коэффициентом передачи, т.е. S=Kд.
Значение Kд показывает, как изменяется значение выходного сигнала при изменении входного сигнала х на единицу измерения.
Для нелинейных датчиков значение чувствительности переменно. Область допустимых режимов - чувствительность датчика максимальна, т.е. S=S0 - наилучшая помехозащищенность датчика.
Инерционность датчика оценивается по соотношению времени установления показаний датчика и времени установления сигналов либо в объекте . либо в других элементах СУ.
<< — датчик малоинерционный. = — датчик инерционный.
>> — датчик сильно инерционный.
Динамика датчика влияет на динамику системы. При динамическом анализе датчиков, выделяется инерционная часть W(p), коэффициент передачи которой равен 1, т.е.
Тогда динамические структуры датчика с инерционностью на входах и выходах.
Для датчиков различают два показателя мощности: мощность от источника питания Pпотр, мощность, от технологического процесса Pтп. Pпотр<< Pтп
Pпотр значительно меньше ограничивает возможность применения датчика, так как по этому показателю рассчитывается мощность блока питания.
- Раздел 1. Теория автоматического управления
- Частотные характеристики систем управления и связь между ними
- Временные характеристики систем управления
- Типовые звенья систем управления
- Интегрирующее звено
- Консервативное звено
- Запаздывающее звено
- Частотные методы оценки устойчивости систем
- Методы построения логариф частотных хар-к
- Законы распределения и числовые характеристики случайных сигналов
- Оценка качества регулир. Показатели качества
- Передаточные функции дискретных су
- Алгебраический критерий устойчивости дискретных систем
- Частотный критерий устойчивости дискретных систем
- Метод гармонич линеариз нелин систем
- Раздел 2. Локальные системы управления
- Особенности математического описания объектов управления. Входные и выходные переменные. Векторы состояния, управления и возмущения. Оператор и переходная функция
- Д атчики систем автоматики
- Устойчивость датчиков к действию высокочастотных помех
- Двигатель постоянного тока как элемент автоматики. Принципиальная схема, основные уравнения движения
- Асинхронный двигатель как элемент автоматики. Структурная схема, передаточная функция, переходные характеристики
- Дискретные законы управления. Математическая модель дискретного управляющего устройства. Импульсные передаточные функции каналов дискретного уу
- Раздел 3. Вычислительные машины, системы
- Принципы построения вычислител машин
- Понятие логической функции. Полностью и неполностью определенные логические функции. Способы задания логических функций
- Комбинационные автоматы. Синтез комбинационных конечных автоматов
- Методы минимизации логических функций
- Модели вычислений. Многоуровневая организация вычислительных процессов
- Прерывания. Шина современных пк
- Типы и основные принципы построения периферийных устройств
- Многомашинные комплексы и многопроцессорные системы
- Управляющие вычислительные комплексы
- Раздел 4. Технические средства обработки текста и изображений
- Методика светоэнергетического расчета лазерного фотовыводного устройства
- Методика расчета параметров лазерных выводных устройств, определ скорость сканирования
- Структура, назначение и принцип работы проявочных машин. Основные системы автоматизации процессов обработки фотоматериалов
- Технические средства анализа и ввода изображения в систему допечатной обработки
- Основные виды, параметры и принцип работы источников и модуляторов лазерного излучения
- Структурная схема, назначение и принцип работы формовыводного устройства (рекордера)
- Основные этапы и характеристики электрофотографического процесса цветной электрофотографии. Структурная схема, назначение устройств и принцип работы аппарата цветной электрографии
- Принцип работы, назначение и разновидности струйных принтеров
- Структурная схема, назначение устройств и принцип работы лазерного принтера (одноцветный вариант)
- Структурная схема, назначение устройств и принцип работы лазерного фотонаборного автомата
- Цифровые печатные машины (цпм). Основные типы цпм и принцип работы
- Раздел 5. Автоматизированное управление полиграфическим производством
- Задачи управления дискретным производством: планирование ассортимента выпуска продукции, транспортная задача
- Симплекс-метод решения задачи линейного программирования. Табличная реализация симплекс-метода в задаче об ассортименте выпускаемой продукции. Алгоритм поиска оптимального плана
- Табличный метод решения транспортной задачи. Использование циклов пересчетов и метода потенциалов при поиске оптимального плана перевозок. Достаточное условие оптимальности
- Информационное обеспечение систем управления. Фактографические базы данных. Типы субд и их характеристики
- Документальные информационные системы, их характеристики. Информационный поиск в документальных системах, оценка полноты и релевантности. Модели поисковых образов
- Методы защиты информации в информационно-управляющих системах. Алгоритмы шифрования данных. Метод открытого ключа. Средства анализа защищенности компьютерных сетей