Snímače (senzory)

1. Snímače (senzory)

2. Snímač je 1. člen řídicího řetězce ⇒ závisí na jeho kvalitě. • Někdy se slučuje ještě s transformačním a přenosovým členem – pak jej nazýváme převodník (např. převodník teploty v sobě zahrnuje odporový snímač, můstek a zesilovač s výstupem 4 až 20 mA)

3. Dělení dle fyzikálního principu Aktivní (generátorové) Při působení měřené (neelektrické) veličiny se chovají jako zdroj energie • termoelektrické • fotoelektrické • indukční • piezoelektrické • pyroelektrické Pasivní (parametrické) Při působení měřené (neelektrické) veličiny se mění některý parametr • mechanicko-silové (síla způsobuje pružnou deformaci) • odporové • indukčnostní • magnetické • kapacitní • ionizační • Hallovy • polarografické

4. Mechanicko – silové deformační členy pro tlak • Vetknutá membrána • Bourdonova trubice

5. Snímače průtoku clonou

6. Potenciometrický snímač ( polohy, zdvihu,….) • V praxi – název: „odporový vysílač“. • Jezdec se pohybuje po odporové dráze Použití : • snímání polohy akčních orgánů ( servomotorů…) • výška hladiny: pomocí plováku + převod na potenc. (např.benzin v automobilu) • měření tlaku: prstenec (vlnovec) převádí na zdvih

7. Odporové snímače teploty • Platinové teploměry • základem je platinový drátek ∅ = 0,04 mm • základní hodnota odporu Ro = 100 Ω, ev. 500 Ω, ev. 1000 Ω • využívá se závislosti odporu na teplotě: Rt= R0[ 1+ a.t + b.t2 ], kde R0= odpor při 0 °C, t = teplota [°C]

8. Termistory • polovodičový materiál • závislost odporu je exponenciální • pro teploty – 170° C až + 150 ° C • menší časová stálost • malá časová konstanta => rychlé měření, povrchové měření • většinou termistory

9. Indukční snímače • Jsou aktivní ( generátorové) • Využívají Faradayova zákona elektromagnetické indukce • Elektromagnetické indukční snímače • Pracují s časovou změnou magnetického pole: • U [ V ] = výstupní napětí snímače • Φ [ Wb ] = magnetický tok • N [ - ] = počet závitů cívky

10. Příklad: měření rychlosti výchylky (pro větší výchylky)

11. Elektrodynamické snímače Napětí vzniká pohybem vodiče v konst. mag. poli: u = B .l .v [ V ] • B [ T ] = magnetická indukce • l [ m ] = délka vodiče ( v mag. poli) • v [ m/s ] = rychlost pohybu vodiče (cívky) Příklad: tachodynamo pro měření úhlové rychlosti ( = otáček)

12. Příklad: indukční snímač průtoku

13. Indukčnostní snímače • Jsou pasivní – měrná veličina mění indukčnost nebo vzájemnou indukčnost mezi dvěma cívkami (též označení „ pasivní indukční snímače – parametrické“). • Snímač s otevřeným mag. polem, diferenční zapojení (zkráceně též označení „ diferenční transformátor“)

14. Selsyn • Používán jako snímač úhlového natočení. • Podstatou je transformátor s otočným primárem (rotor) a pevným sekundárem (stator) • Někdy též používán jako „ elektrický hřídel“ , např. pro synchronní pohyb pohonů jeřábu,..

15. Termoelektrické snímače (termočlánky) • na styku dvou kovů vzniká rozdíl potenciálu. Je způsobený přechodem elektronů z kovu s menší atomovou vazbou. • Fe– Ko( konstantan) ….pro – 200 až 600 °C • NiCr– Ni……………….pro 0 až 1000 °C • PtRh– Pt…………….....pro 0 až 1300 °C • Výhody: • jednoduché • odolné vůči mech. i teplotnímu namáhání. • malá časová konstanta (≈ 1s bez jímky)