Потенциометрические датчики (реостатные).
Параметрические датчики.
Ход урока
Организационно-мотивационный этап – 15 мин.
1.1. Актуализация опорных знаний (лист с заданием 6).
1.2. Мотивация.
1.3. Предварительное определение уровня знаний (лист с заданием 6.1).
2.Организация самостоятельной работы учащихся по основным вопросам темы (учебный материал №6, лист с заданием 6.2, техническое оснащение: компьютер, интерактивная доска) – 90 мин.
1 вопрос – Классификация датчиков.
2 вопрос – Устройство и принцип работы параметрических датчиков.
Подведение итогов работы – 5 мин.
3.1. Проверка степени усвоения (лист с заданием 6.3) .
Модульная программа Автоматизация производства.
Результат 2. Характеризовать системы автоматического управления
в машиностроении.
Тема 6 Параметрические датчики
Лист с заданием 6.
Актуализация опорных знаний.
1 вариант:
Ответьте письменно на вопросы:
1. Назовите данный принцип управления и дайте ему характеристику:
Х3 ∆Х═ Х3 – Х
|
|
2. Дате характеристику данной схеме подключения элементов:
|
|
|
2 вариант:
Ответьте письменно на вопросы:
1. Назовите данный принцип управления и дайте ему характеристику:
Возмущение
 |
2. Дайте характеристику данной схеме подключения элементов:
Модульная программа Автоматизация производства.
Результат 2. Характеризовать системы автоматического управления
в машиностроении.
Тема 6 Параметрические датчики.
Лист с заданием 6.1
Предварительное определение уровня знаний
1. Что называется датчиком?
2. Для чего применяются датчики в автоматических системах?
3. Какие типы датчиков Вы знаете? Объясните принцип их работы.
Модульная программа Автоматизация производства.
Результат 2. Характеризовать системы автоматического управления
в машиностроении.
|
|
|
Тема 6. Параметрические датчики
Учебный материал №6
Хвых
Хвх
Одним из главных элементов в любой системе автоматики являются датчики, которые преобразуют входную величину в величину другого рода, удобную для дальнейшего использования. Датчики являются как бы органами чувств автоматической системы – они собирают и предоставляют всю информацию устройству управления о ходе управляемого процесса. В большинстве случаев используются электрические датчики, которые преобразуют неэлектрическую величину в электрическую.
Электрические датчики в зависимости от принципа производимого ими преобразования и от характера электрических величин, получаемых на выходе, делятся на два типа – параметрические и генераторные.
| Электрические датчики |
 |
| Параметрические: |
| Генераторные: |
|
|
|
1. Потенциометрические 1. Тахометрические.
2. Индуктивные 2. Термоэлектрические
3. Тензометрические 3. Фотоэлектрические
4. Емкостные и т.д. 4. Пьезоэлектрические и т.д.
Параметрические датчики
Параметрические датчики – это датчики, в которых происходит преобразование входного сигнала в выходной электрический сигнал, являющийся параметром электрической цепи: R – сопротивление; L – индуктивность; С - емкость.
Потенциометрические датчики (реостатные).
Эти датчики применяются для измерения угловых и линейных перемещений и для преобразования этих величин в изменение сопротивления R.
Конструктивно датчики такого типа представляют собой каркас 1 прямоугольной или кольцевой формы, на который намотана в один ряд виток к витку или с заданным шагом ℓш тонкая проволока. По виткам проволоки 2 скользит щетка 3, называемая движком или контактом, механически связанная с объектом, перемещение которого нужно измерить.
При перемещении движка длина проволоки между выводами и контактом изменяется, за счет этого будет изменяться между ними и сопротивление R. По изменению сопротивления можно определить перемещение контакта.
|
|
|
Индуктивные датчики.
Эти датчики применяются для контроля механических перемещений, силы, температуры, наличия дефектов и т.д. и для преобразования этих величин в изменение реактивного сопротивления Rℓ катушки индуктивности.
Датчик состоит из сердечника с обмоткой и подвижного якоря. Питание осуществляется переменным напряжением.
Под воздействием механического усилия x перемещается якорь и изменяется воздушный зазор δ между якорем и сердечником. В результате меняется индуктивность обмотки и ее сопротивление Rℓ.
Тензометрический датчик.
Эти датчики применяют при измерении относительной деформации, механического напряжения в конструкциях и для преобразования этих величин в изменение активного сопротивления R проводника.
Датчик состоит из бумажной подложки 2, которую приклеивают к испытуемой детали 3. На подложку крепится в виде спирали проволока 1. Сверху покрывают еще одной подложкой. При деформации измеряемой детали вместе с нею будет растягиваться или сжиматься проволока, меняя свою длину и сечение, что приведет к изменению сопротивления R, а следовательно тока или напряжения.
Емкостные датчики.
Эти датчики используют для измерения угловых и линейных перемещений, линейных размеров, уровня, усилий, влажности и т.д. и для преобразования этих величин в изменение электрической емкости конденсатора С и реактивного сопротивления Rc .
Емкость конденсатора
С = ε εо Ѕ / δ,
где ε – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; εо – диэлектрическая проницаемость вакуума; Ѕ - площадь пластины конденсатора; δ – расстояние между пластинами.
Из приведенной формулы видно, что на емкость конденсатора можно влиять изменением площади перекрытия пластин Ѕ, расстоянием между ними δ, диэлектрической проницаемости ε вещества, находящегося в зазоре между обкладками конденсатора.
Конструкция емкостных датчиков зависит от вида изменяемого параметра. Рассмотрим некоторые виды емкостных датчиков:
а) емкостный датчик с изменением расстояния между пластинами δ :
На рисунке а показан емкостный датчик, состоящий из двух пластин (обкладок), одна из которых перемещается, что приводит к изменению расстояния между пластинами δ , а следовательно емкости С и сопротивления Rc.
На рисунке б показан датчик, в котором подвижная обкладка 2 перемещается между неподвижными обкладками 1 и 3 , что приводит также к изменению расстояния между пластинами δ , а следовательно емкости С и сопротивления Rc.
б) емкостные датчики с изменением площади пластин Ѕ :
На рисунке в показан емкостный датчик, у которого обкладки могут сдвигаться относительно друг друга , меняя тем самым рабочую площадь Ѕ , а следовательно емкости С и сопротивления Rc.
в) емкостный датчик с изменением диэлектрической проницаемости ε:
На рисунке г показан емкостный датчик, у которого между неподвижными обкладками перемещается диэлектрик . В результате изменяется диэлектрическая проницаемость ε , а следовательно емкости С и сопротивления Rc, что приведет к изменению выходного тока или напряжения.
Модульная программа Автоматизация производства.
Результат 2. Характеризовать системы автоматического управления
в машиностроении.
Тема 6 Параметрические датчики.
Лист с заданием 6.2
Закрепляющий материал
Ответьте письменно на вопросы:
1. Для чего применяются датчики в системах автоматического управления?
2. Напишите классификацию электрических датчиков.
3.Что называется параметрическими датчиками?
4. Запишите информацию о параметрических датчиках в виде таблицы:
Параметрические датчики
| Название и схема датчика | Название конструктивных элементов датчика(устройство) | Описание принципа работы датчика | Область применение датчика |
Модульная программа Автоматизация производства.
Результат 2. Характеризовать системы автоматического управления
в машиностроении.
Тема 6 Параметрические датчики.
Лист с заданием 6.3
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 135; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!