Классификация электрических датчиков

Активные и пассивные

Датчики ещё бывают активные и пассивные. Активные требуют подключения к источнику питания, пассивные — нет.

Что такое пассивный датчик

Пассивные датчик не требует подключения к источнику питания. Такие датчики изготавливаются из материалов, которые изменяют свои свойства под воздействием измеряемой среды, и могут эти изменения сразу преобразовать в пригодные для обработки системой сигналы.

Например, это термосопротивления. Обычно это просто медный проводник, который изменяет своё сопротивление в зависимости от температуры.

Зависимость сопротивления проводника от температуры достаточно проста:

R = p (l / S)

где R — сопротивление; р — удельное сопротивление материала; l — длина проводника; S — площадь поперечного сечения проводника.

График такой функции будет линейным, поэтому не потребуется каких-то дополнительных устройств преобразования сигнала. Соответственно, не потребуется и дополнительного питания. Вы такой датчик можете сделать даже сами из куска проволоки.

Другой пример — пример дискретного датчика — это геркон. Контакт геркона размыкается (или замыкается), если к нему поднести магнит. Никакого питания для такого датчика тоже не надо.

Что такое активный датчик

Активный датчик потребляет ток, и не будет работать без подключения к источнику питания.

Активные датчики нужны, например, когда входное значение слишком слабое и его надо усиливать. А усилитель, соответственно, требует питания.

Все микроконтроллеры требуют питания, поэтому все цифровые датчики являются активными.

Опять же стандартные токовые сигналы и сигналы напряжения как правило (хотя и не всегда) для их формирования требуют подключения к источнику питания.

Классификация электрических аппаратов

В большинстве своём работа электрических аппаратных устройств не ограничивается выполнением какой-то одной конкретной функции, а, напротив, связана с реализацией целого набора действий. В связи с этим возникает определенная трудность в разделении таких устройств на конкретные виды и группы.

Для того чтобы провести классификацию электрических аппаратов, важно выделить главные функциональные особенности конкретных типов электрического оборудования:

1. Коммутационные устройства. Такое оборудование служит для размыкания и замыкания цепей электрического тока. К таким устройствам относятся различные рубильники, выключатели, разъединители.
2. Устройства защиты. Аппараты предохраняют проводящие элементы электрических цепей от перепадов напряжения, повышенной нагрузки сети и замыканий. Представленные функции защиты могут быть реализованы в различных видах предохранителей и реле.
3. Аппараты, регулирующие запуск электрических машин. Устройства подобного рода предназначены для обеспечения плавного пуска и остановки промышленных потребителей электрического тока. Аппараты регулируют скорость вращения якоря двигателя. К подобным устройствам можно отнести пускатели, реостаты, контакторы.
4. Ограничивающие аппараты. Подобные устройства называют реакторами и разрядниками, они обладают функцией ограничения токов короткого замыкания и перенапряжения.
5. Аппараты, обеспечивающие контроль различных параметров электрических цепей. Самые распространенные виды таких устройств – датчики и реле.
6. Аппараты, позволяющие проводить корректировку и изменение различных параметров электрического оборудования. К таким аппаратам относятся регуляторы и стабилизаторы.
7. Измерительные аппараты. Функция данного оборудования сводится к тому, чтобы обеспечить изоляцию линии первичной коммутации от цепей измерительных приборов и приборов защиты.
8. Устройства для проведения работ механического характера. Основным элементом таких устройств является электромагнит, призванный выполнять конкретные функции: подъемный электромагнит, электромагнитный тормоз.

Каждое электрическое устройство имеет в своем составе три основных элемента:

• воспринимающий;
• преобразующий;
• исполнительный элемент.

Если исходить из принципа действия воспринимающего элемента устройства, то электрические аппараты подразделяются на электромагнитные, индукционные, полупроводниковые, магнитные.

В зависимости от принципа действия исполнительного элемента, электрические устройства подразделяются на контактные и бесконтактные аппараты.

Существует еще ряд принципиальных различий, связанных с особенностями эксплуатации рассматриваемого оборудования, которые позволяют провести разделение электрических устройств на определенные группы. Электрические аппараты могут быть рассчитаны на высокое или низкое напряжение. По продолжительности работы, такие устройства могут работать в режиме кратковременной или продолжительной эксплуатации.

Если принимать во внимание принцип управления, то можно выделить два основных вида устройств: с автоматическим и ручным управлением

Применение датчиков

Датчики используются во многих отраслях экономики — добыче и переработке полезных ископаемых, промышленном производстве, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях — являясь в настоящее время неотъемлемой частью технических устройств.

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем все чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определенная тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массового использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические.

Датчики по своему назначению и технической реализации близки к понятию «измерительный инструмент» («измерительный прибор»). Однако показания приборов воспринимаются человеком, как правило, напрямую (посредством дисплеев, табло, панелей, световых и звуковых сигналов и проч.), в то время как показания датчиков требуют преобразования в форму, в которой измерительная информация может быть воспринята человеком. Датчики могут входить в состав измерительных приборов, обеспечивая измерение физической величины , результаты которого затем преобразуются для восприятия оператором измерительного прибора.

В автоматизированных системах управления датчики могут выступать в роли инициирующих устройств, приводя в действие оборудование, арматуру и программное обеспечение . Показания датчиков в таких системах, как правило, записываются на запоминающее устройство для контроля, обработки, анализа и вывода на дисплей или печатающее устройство. Огромное значение датчики имеют в робототехнике, где они выступают в роли рецепторов, посредством которых роботы и другие автоматические устройства получают информацию из окружающего мира и своих внутренних органов.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

Как устроен датчик индуктивности и принцип его работы

По принципу действия индуктивные датчики относятся к активным, то есть, для работы им требуется внешний генератор. Он обеспечивает подачу на катушку индуктивности сигнала с заданной частотой и амплитудой.

Ток, проходящий через витки катушки, создает магнитное поле. Если в магнитное поле попадает токопроводящий предмет, параметры катушки изменяются. Остается только зафиксировать это изменение.

Простые бесконтактные датчики реагируют на появление металлических объектов в ближней зоне обмотки. При этом изменяется импеданс катушки, это изменение надо преобразовать в электрический сигнал, усилить и (или) зафиксировать прохождение порога с помощью схемы сравнения.

Датчики другого типа реагируют на изменение продольного положения объекта, который служит сердечником катушки. При изменении положения объекта он вдвигается или выдвигается из катушки, тем самым изменяя её индуктивность. Это изменение можно преобразовать в электрический сигнал и измерить. Другой вариант исполнения такого датчика – когда объект надвигается на катушку снаружи. Это вызывает уменьшение индуктивности вследствие экранного эффекта.

Ещё один вариант исполнения индуктивного датчика перемещения – линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT). Он представляет собой составную катушку, выполненную в следующем порядке:

• вторичная обмотка 1;
• первичная обмотка;
• вторичная обмотка 2.

Сигнал с генератора подается на первичную обмотку. Магнитное поле, создаваемое средней катушкой, наводит ЭДС в каждой из вторичных (принцип трансформатора). Сердечник при его перемещении изменяет взаимную связь между катушками, изменяя электродвижущую силу в каждой из обмоток. Это изменение можно зафиксировать схемой измерения. Так как длина сердечника меньше общей длины составной катушки, то по соотношению ЭДС во вторичных обмотках можно однозначно определить положение объекта.

На этом же принципе – изменение индуктивной связи между обмотками – построен датчик поворота. Он состоит из двух соосных катушек. Сигнал подаётся на одну из обмоток, ЭДС во второй зависит от взаимного угла поворота.

Из принципа действия очевидно, что индуктивные датчики, независимо от исполнения, относятся к бесконтактным. Они работают на расстоянии, и непосредственного касания контролируемого объекта не требуют.

Виды и разновидности

Датчики движения для включения света могут быть разных типов, предназначены для различных условий эксплуатации. В первую очередь надо смотреть где может устанавливаться устройство.

Датчик движения для включения света нужен не только на улице

Уличные датчики движения имеют высокую степень защиты корпуса. Для уверенной эксплуатации на открытом воздухе нужны датчики с IP не ниже 55, но лучше — выше. Для установки в доме можно брать IP 22 и выше.

Тип питания

Далее надо учесть, от какого источника питается датчик света. Есть следующие варианты:

• Проводные датчики с питанием от сети 220 В.
• Беспроводные, с питанием от батареек или аккумуляторов.

Датчики движения бывают проводными и беспроводными

Самая большая группа — проводные для подключения к 220 В. Беспроводных меньше, но и их хватает. Они хороши, если нужно включить освещение, которое работает от низковольтных источников тока — например, аккумулятора или солнечных батарей.

Способ определения наличия движения

Датчик движения для включения света может определять движущиеся объекты используя различные принцип детекции:

• Инфракрасные датчики движения. Реагируют на тепло, выделяемое телом теплокровных существ. Относятся к пассивным устройствам, так как сам ничего не вырабатывает, только регистрирует излучение. Эти датчики реагируют на движение животных в том числе, так что могут быть ложные срабатывания.
• Акустические датчики движения (шума). Также относятся к пассивной группе оборудования. Они реагируют на шум, могут включаться от хлопка, звука открываемой двери. Они могут использоваться в подвалах частных домов, где шум возникает только туда кто-нибудь заходит. В других местах применение ограничено.

Работа инфракрасных датчиков движения основаны на отслеживании тепла, выделяемого человеком
Микроволновые датчики движения. Относятся к группе активных устройств. Сами вырабатывают волны в микроволновом диапазоне и отслеживают их возвращение. При наличии движущегося объекта замыкают/размыкают контакты (есть разного типа). Есть чувствительные модели, которые «видят» даже через перегородки или стены. Обычно используются в охранных системах.
Ультразвуковые. Принцип действия такой же, как у микроволновых, отличается диапазон излучаемых волн. Этот тип устройств применяют редко, так как на ультразвук могут реагировать животные, да и длительное воздействие на человека (аппараты постоянно генерируют излучение) пользы не принесет.
Разное исполнение, но цвет, в основном, белый и черный
Комбинированные (дуальные). Сочетают несколько способов обнаружения движения. Они более надежные, имеют меньше ложных срабатываний, но и более дорогостоящие.

Чаще всего инфракрасные датчики движения используются для включения света на улице или дома. У них невысокая цена, большой диапазон и большое количество регулировок, которые помогут вам настроить. На лестницах и в длинных коридорах лучше ставить датчик с ультразвуком или микроволновкой. Они могут включить освещение, даже если вы все еще находитесь далеко от источника света. В охранных системах рекомендуется устанавливать микроволновые устройства — они обнаруживают движение даже за перегородками.

Индуктивный датчик

LK = W²·SB·μ/2δ

LK –индуктивность катушки

W –число витков

SB – площадь сечения воздушного зазора

μ –магнитная проницаемость

δ – длинна воздушногозазора

x – перемещениеподвижной части сердечника

y –напряжение нагрузки

1 – обмотка

2 – сердечник

Различие характеристик реального и идеальногодатчика заключаются в следующем:

Реальный датчик при нулевомзазоре не имеет индуктивности равной бесконечности, поэтому при нулевом зазоредатчик имеет напряжение (ХХ).

У идеального датчика приувеличении зазора напряжение все время растет. У реального датчика напряжениедостигает некоторого значения (напряжение насыщения) и при любом зазоре оно нерастет.

Это связано с тем, чтосердечник катушки нельзя намагнитить до бесконечной величины.

Достоинства: высокаячувствительность, долговечность, относительная простота конструкции, не требуетобслуживания.

Недостатки: наличиенапряжения (ХХ), нелинейность характеристик реального датчика, возникновениебольших усилий при зазорах близких к нулю.

Классификация датчиков, основные требования к ним

Используемые датчики весьма разнообразны и могут бытьклассифицированы по различным признакам:

 В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:

• датчики механических перемещений (линейных и угловых),
• пневматические,
• электрические,
• расходомеры,
• датчики скорости,
• ускорения,
• усилия,
• температуры,
• давления
• и др.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различаютнеэлектрическиеиэлектрические:

датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения),

датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения),

датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения),

датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:

– электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;

– электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;

– они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

По типу различают три класса датчиков:

– аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

– цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоич­ное слово;

– бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: “включено/выключено” (иначе говоря, 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.

По принципу действиядатчики можно разделить на два класса:

• генераторные и
• параметрические .

Генераторные датчики предназначены для преобра­зования неэлектрического контролируемого или регули­руемого параметра в ЭДС. Эти датчики не требуют по­стороннего источника энергии, так как сами являются источниками ЭДС.

Генераторные датчики бывают: 

• термоэлектрическими;
• пьезоэлектрическими;
• гальваническими;
• тахометрическими.

Параметрические датчики преобразуют входную величинув изменение какого-либо электрического параметра (R,LилиC) датчика.

Эти датчики получают электрическую энергию от вспомогательного источника энергии.

Пара­метрические датчики делятся на датчики

–       активного сопротивления (контактные, реостатные, потенциометрические, тензодатчики, терморезисторы) и

–       реактивные сопротивления (индуктивные, емкостные).

 Датчики активного сопротивления(Омические, резистивные)  – принцип действия основан на изменении их активного сопротивления при изменении длины l, площади сечения S или удельного сопротивления p:

R= pl/S

Кроме того, используется зависимость величины активного сопротивления от контактного давления, температуры и освещённости фотоэлементов.

В соответствии с этим омические датчики делят на:

• контактные,
• потенциометрические (реостатные),
• тензорезисторные,
• терморезисторные,
• фоторезисторные.

Контактные датчики— это простейший вид резисторных датчиков, которые преобразуют перемещение первичного элемента в скачкообразное изменение сопротивления электрической цепи.

Контактным датчиком называется датчик, в котором линейное или угловое перемещение  преобразуется в замкнутое или разомкнутое состояние контактов, управляющих одной или несколькими электрическими цепями.

Контактные датчики делят на датчики :

• с механическим управлением
• с магнитным управлением(герконы).

Геркон(от «герметизированныйконтакт») — электромеханическое коммутационное устройство, изменяющее состояние подключённойэлектрической цепипри воздействиимагнитного поляотпостоянного магнитаили внешнего электромагнита, например,соленоида.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Производители и поставщики электрических аппаратов

Среди наиболее популярных отечественных и зарубежных производителей и поставщиков электрических аппаратов можно выделить следующие компании:

• «Электромонтаж»;
• «КЭАЗ»;
• «Престиж»;
• «Электроконтактор»;
• «Электродруг»;
• «Электроцентр»;
• «Legrand»;
• «Schneider Electric».

Ассортимент современных предприятий включает весь спектр электрических аппаратов разного назначения.

Больше о классификации, режимах работы, расчётах электрических аппаратов можно узнать на выставке «Электро».

Высоковольтные электрические аппаратыВысоковольтные аппаратыНизковольтные электрические аппараты

Преимущества датчиков тока в современных схемах

Микросхемы на основе датчиков тока играют большую роль в сохранении энергии. Этому способствует низкое питание и энергопотребление. В интегральных схемах происходит объединение всех необходимых электронных компонентов. Характеристики приборов значительно улучшаются, благодаря совместной работе сенсоров магнитного поля и всей остальной активной электроники.

Современные датчики тока способствуют дальнейшему уменьшению размеров, поскольку вся электроника интегрирована в единственный общий чип. Это привело к новым инновационным компактным дизайнерским решениям, в том числе касающимся и первичной шины. Каждый новый датчик тока обладает повышенной изоляцией и успешно взаимодействует с другими видами электронных компонентов.

Новейшие конструкции датчиков позволяют монтировать их в существующие установки без отключения первичного проводника. Они состоят из двух частей и являются разъемными, что позволяет легко устанавливать эти детали на первичный проводник без каких-либо отключений.

На каждый датчик имеется техническая документация, где отражается вся необходимая информация, позволяющая произвести предварительные расчеты и определить место наиболее оптимального использования.

Устройство датчика Холла

Индуктивный датчик

Схема датчика температуры

Как настроить датчик приближения на Xiaomi

Настройка датчика движения для освещения

Схемы подключения и настройка датчика движения для включения освещения

Аналоговые, цифровые и дискретные датчики

Все датчики можно разделить на три большие группы:

• Аналоговые
• Дискретные
• Цифровые

Далее вкратце рассмотрим эти виды.

Что такое аналоговый датчик

Аналоговый датчик — это датчик, который измеряет какую-то величину и преобразует её в какой-либо (обычно в стандартный) сигнал по линейному закону.

То есть на выходе такого датчика будет непрерывный сигнал, соответствующий какому-либо стандарту. Например, напряжение или ток.

Несмотря на то, что у датчика имеется какая-то ограниченная разрешающая способность, для аналоговых датчиков считаем, что выходной сигнал изменяется плавно, без рывков (см. рисунок выше).

Что такое дискретный датчик

Дискретный датчик ничего не измеряет. Точнее, он может выполнять измерения, но его выход может принимать только несколько фиксированных состояний. Обычно таких состояний всего два: ВКЛЮЧЕНО или ВЫКЛЮЧЕНО.

Например, это может быть обычный “сухой контакт”, который либо замкнут либо разомкнут в зависимости от входного сигнала.

Например, тепловой пожарный извещатель (тепловой датчик). Его контакт замкнут, пока температура находится в допустимом диапазоне. Как только температура превышает допустимое значение — контакт размыкается.

Что такое цифровой датчик

Цифровой датчик содержит микроконтроллер, который выполняет предварительную обработку входного сигнала. На выходе такого датчика также будет какой-либо стандартный сигнал либо уже готовое измеренное значение в числовом виде.

В первом случае выходной сигнал также изменяется по линейному закону, как и у аналоговых датчиков. Однако он уже не будет таким “плавным”, а будет иметь какую-то дискретность.

Например, если это напряжение, то у аналогового датчика оно будет изменяться максимально плавно. То есть дискретности практически не будет. Точность будет до почти бесконечного количества знаков после запятой, и ограничена она будет только точностью принимающих приборов.

У цифровых датчиков дискретность будет зависеть от разрядности АЦП (аналого-цифровой преобразователь). И диапазон входного напряжения будет изменяться не плавно, а, например, так: 0,01, 0,02, 0,03…9,99, 10.

В случае, когда цифровой датчик на выходе имеет уже готовое значение, то это значение уже нельзя передать с помощью одного сигнала. Такие значения уже передаются по каналам связи и это уже совершенно отдельный вопрос.

КомиОнлайн

Четверг, 4 июля, 2020, 15:50 2930 3

Важность использования автомобильных датчиков неизменно растет. Приборы предназначены для контроля бесперебойной работы автотранспорта, функций двигателя, помогают отслеживать расход технических жидкостей и прочее

Приборы предназначены для контроля бесперебойной работы автотранспорта, функций двигателя, помогают отслеживать расход технических жидкостей и прочее.

Классификация

Если ранее использовалось всего три разных датчика, то сегодня их десятки, и ежегодно появляются новые приборы, обеспечивающие определенные функции. Датчики отличаются техническими параметрами, о которых хотят рассказать специалисты Avto.pro.

Классификация, в соответствии с функциями и условиям работы.

• Тип первый. Элементы, отвечающие за диагностику и работоспособность тормозной системы и системы рулевого управления.
• Тип второй. Элементы, контролирующие силовой агрегат, трансмиссию, подвеску и шины.
• Тип третий. Элементы, обеспечивающие защитные функции автотранспорта и комфорт в процессе езды.

Современные датчики изготавливаются из новых материалов, поэтому в сравнении с первыми электронными системами работают дольше, обеспечивая высокую точность измерений. Новейшие технологии позволили значительно уменьшить размер приборов, что дает возможность устанавливать их в автомобилях, где много различных узлов и агрегатов.

Применение датчика скорости

Без этого датчика современный автомобиль не обходится. Функция прибора состоит в том, чтобы направлять импульсы, которые формируются за определенный период, тахографу. Датчик служит для того, чтобы обеспечить пропорциональность частоты сигналов со скоростью вращения ведущих колес автотранспорта. Во многих автомобилях используется датчик Холла.

В настоящее время получили применение два вида приборов.

• Аналоговые датчики, которые могут располагаться за коробкой, спидометром или в другом месте. По конструкции прибор состоит из шестеренок, сигнал передается по тросу. Аналоговые приборы не совмещаются с цифровыми тахографами.
• Цифровые датчики отличаются от аналоговых конструкцией, сигнал передается по кабелю. На автомобиль, оснащенный КПП с механическим датчиком, нельзя устанавливать цифровой тахограф.

Чем заменить неисправный датчик?

Оригинальные датчики устанавливает предприятие, где собирался автомобиль. Известно, что оригинальные автозапчасти являются лучшим выбором для автомобиля. Однако даже самые надежные детали с течением времени выходят из строя. Чем можно заменить неисправный прибор? В первую очередь нужно выбирать элементы, подходящие марке вашего автомобиля, но о качестве тоже не стоит забывать.

• Лучшие модули на рынке предлагаются Behr/Hella, Wahler, Bosch, Lucas/TRW, VDO, Beru, NGK.
• Отличным бюджетным решением станут датчики производства FAE, Meat&Doria, MTE-THOMSON, Advantech, Intermotor, Quick Brake, Transpo.
• Самые дешевые приборы предлагают фирмы ERA, Hans Pries, AD, SWAG, Nipparts.

Фото с сайта pixabay.com

Поделиться

Общие сведения о датчиках

Английское название датчика – “sensor” произошло от латинского слова “sensus” – ощущение, чувство, способность воспринимать “раздражение”. Эта способность является одним из наиболее универсальных свойств систем живой и неживой природы, которое позволяет реагировать на внешнее воздействие.

В настоящее время сенсорика – наука о датчиках – это целое системное направление, которое включает в себя явления, эффекты, процессы и алгоритмы из таких областей знаний, как физика, химия, биология, информатика, электротехника, теплотехника, электроника, оптика и других дисциплин.

Что такое датчик

Общее определение звучит примерно так:

Датчик – это устройство, воспринимающее сигналы и внешние воздействия и реагирующее на них.

Однако это очень широкое определение, под которое попадает практически любой чувствительный элемент — от человеческого уха до ручки дверного замка.

Если же говорить о системах, созданных человеком, а тем более не обо всех системах, а о системах автоматизации, то определение придётся немного сузить:

Датчик – это устройство, воспринимающее внешние воздействия и реагирующее на них изменением электрических сигналов.

Здесь внешним воздействием обычно является какая-то измеряемая характеристика объекта, его свойство или качество, которые необходимо воспринять и преобразовать в электрический сигнал.

В некоторых случаях вместо выражения “внешнее воздействие” применяется термин “измеряемая величина”.

Датчик (sensor) состоит из двух частей – чувствительного элемента (detector) и преобразователя (transducer), как показано на рисунке. Чувствительный элемент иногда называют измерительной головкой (sensor head).

Результат работы датчика – это реакция чувствительного элемента на внешнее воздействие, которая на выходе преобразователя представляет собой электрический сигнал, пригодный для распознавания и обработки системой.

Зачем нужны датчики

Назначение датчиков – отслеживание и реагирование на внешнее воздействие и преобразование его в электрический сигнал, совместимый с измерительными схемами. По сути датчик – это преобразователь физической величины в электрический сигнал.

Или, переходя в мир людей, можно сказать, что датчики — это глаза, нос и уши АСУ. Но, кроме этого, и в отличие от человека, АСУ требуется намного больше данных для работы, и эти данные должны быть намного точнее.

Например, человеку не так важно знать точное значение температуры. Он обходится значениями “тепло” и “холодно”

А для выполнения технологических процессов, конечно, такой точности недостаточно. Поэтому системе нужны датчики, которые измеряют температуру с точностью до градуса, а иногда и до десятой или даже сотой доли градуса.

Датчики электрических величин

Все датчики можно разделить на две большие группы:

• Датчики электрических величин
• Датчики неэлектрических величин

Датчики электрических величин измеряют и преобразуют, как ясно из названия, электрические величины. Такие как ток, напряжение, сопротивление, частота. Такие датчики достаточно широко используются в системах автоматизации.

Датчики неэлектрических величин

Все остальные датчики, то есть те, которые измеряют характеристики, не связанные с электричеством, можно причислить к этой группе.

Их иногда называют датчиками физических величин. Хотя это не совсем правильно, потому что электрические характеристики — это тоже физические величины.

Неэлектрические величины — это огромное разнообразие всех возможных свойств различных объектов. Например, вес, температура, давление, плотность, скорость, частота (но уже не частота переменного тока, а, например, частота вращения), яркость (освещённость), влажность, загазованность и т.п.

Что такое измерительные преобразователи

Можно сказать, что “измерительный преобразователь” — это другое название датчиков. Хотя это и не совсем так.

Как видно из рисунка выше, любой датчик выполняет ПРЕОБРАЗОВАНИЕ. Но не любой датчик выполняет ИЗМЕРЕНИЕ. Поэтому любой датчик является преобразователем, но не каждый преобразователь является измерительным.

Таким образом, измерительные преобразователи — это датчики, которые что-то измеряют. Например, напряжение, вес, температуру.

Остальные же датчики, которые ничего не измеряют, не являются измерительными. Например, датчик открытия двери ничего не измеряет. Он просто фиксирует положение двери — открыта или закрыта.