Klassificering och grundläggande parametrar för mätenheter för huvud- och mjukvaruenheter

Varje automatiskt styrsystem för att mäta avvikelsen för det kontrollerade värdet från det stabila värdet har en mätkropp som inte bara kan mäta storleken och tecknet på avvikelsen, utan också omvandla denna avvikelse till en form som är bekväm för vidare användning i systemet för automatisk styrning.

Den fysiska naturen hos de reglerade mängderna är mycket olika, därför är även mätorganen olika. I de flesta fall kommer emellertid utsignalen från mätanordningen att vara antingen en mekanisk storhet (förskjutning, kraft) eller en elektrisk storhet (spänning, ström, elektriskt motstånd, kapacitans, induktans, fasförskjutning, etc.).

Följande krav ställs på mätanordningar som används i automatiska styrsystem:

• driftsäkerhet under alla förhållanden som kan uppstå i en kontrollerad teknisk process,

• den erforderliga känsligheten

• tillåtna mått och vikt,

• krävs fart,

• låg känslighet för yttre påverkan,

• har inget inflytande på den tekniska processen och på det uppmätta värdet,

• otvetydiga indikationer,

• stabilitet över tid,

• matcha in- och utsignaler med andra signaler automationselement.

Elektriska storheter är lättast att mäta, därför utförs i många fall, vid mätning av icke-elektriska storheter, en speciell anordning (givare) tillsammans med mätkroppen, som omvandlar den icke-elektriska storheten vid ingången av mätkroppen till en elektrisk storhet vid dess utgång. Sådana mätanordningar kallas sensorer.

Som regel görs ingen skillnad mellan begreppen ett mätelement, en sensor och ett känsligt element (efternamnet finns också ofta i litteraturen om automatisk styrning).

De vanligaste är elektriska sensorer, det vill säga mätanordningar med omvandling av en uppmätt icke-elektrisk kvantitet till en elektrisk. Konstruktionen av dessa sensorer beror på den uppmätta kvantitetens fysiska natur och den princip som används för att mäta dess avvikelse.

Klassificeringen av mätanordningar utförs enligt namnet på värdet de mäter: mätanordningar för nivå, tryck, temperatur, hastighet, spänning, ström, flödeshastighet, belysning, luftfuktighet, etc.

Sensorer klassificeras: för det första efter namnet på det uppmätta värdet och för det andra efter parametern där mätanordningens signaler omvandlas, till exempel kapacitiva nivåsensorer, induktiva trycksensorer, reostattemperatursensorer, etc.

För enkelhetens skull när du använder den övervägda klassificeringen utelämnas som regel ett av namnen, eftersom samma sensor kan användas för att mäta olika icke-elektriska storheter.

Grundläggande parametrar för sensorerna

Huvudparametrarna för mätkroppen (sensorn) som kännetecknar den är:

• känslighet

• tröghet.

Sensorkänslighet kallas förändringsrelationen Δy styrd variabel för att ändra Δx ingångskvantitet:

K = Ag/ANS

I automatiska styrsystem kallas detta förhållande även system- eller länkförstärkning (om en länk övervägs).

Sålunda matchar mätelementets känslighet dess förstärkning.

Tröghet hos mätkroppen (sensorn) bestämmer också möjligheterna för dess tillämpning i automationssystem, eftersom det orsakar en viss fördröjning vid mätning av värdet på den kontrollerade parametern vid en given tidpunkt. Fördröjningen kan orsakas av delarnas massa, termisk tröghet, induktans, kapacitans och andra element i själva sensorn.

När man studerar de dynamiska egenskaperna hos ett automatiskt styrsystem, spelar trögheten hos mätkroppen samma roll som tröghetsegenskaperna hos alla andra element i automationssystemet. Därför, när du väljer en sensor, är det nödvändigt att vara uppmärksam inte bara på dess känslighet, utan också på dess momentum.