Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Справочник электрика / Электрические аппараты

 

Основные характеристики датчиков



Функционируя по своему прямому назначению, любой датчик может быть подвержен воздействию самых разных физических факторов: температуры, давления, влажности, света, вибрации, радиации и т. д. При этом отчетливо воспринимать и измерять датчик должен лишь одну конкретную величину, которая называется, применительно к датчику, естественной измеряемой величиной. Обозначим ее буквой «А». Выходную же величину датчика обозначим буквой «В».

Тогда функциональная зависимость выходной величины датчика В от естественной измеряемой величины А, в статических условиях, будет называться статической характеристикой данного датчика S. Статическая характеристика датчика может быть выражена в форме таблицы, графика или в аналитическом виде.

Промышленная автоматизация

Статическая чувствительность датчика

Среди характеристик любого датчика главной является статическая чувствительность датчика S. Она выражается как отношение малого приращения выходной величины В к малому приращению соответствующей естественной измеряемой величины А в статических условиях. Например В/А (вольт на ампер), если имеется ввиду резистивный датчик тока.

Статическая чувствительность датчика

Данное выражение схоже с понятием коэффициента усиления для электронных устройств, который в принципе можно было бы назвать коэффициентом чувствительности или градиентом измеряемой величины.

Динамическая чувствительность датчика

Динамическая чувствительность датчика

Если условия работы датчика не статичны, если при изменениях наблюдается «инерционность», то речь можно вести о динамической чувствительности датчика Sd, которая выражается как отношение скорости изменения выходной величины датчика к скорости изменения соответствующей естественной измеряемой величины (входной величины). Например вольт в секунду / Ом в секунду, если имеется ввиду датчик температуры, выходное сопротивление которого изменяется в зависимости от измеряемой температуры.

Порог чувствительности датчика

Минимальное изменение естественной измеряемой величины, которое способно привести к реальному изменению выходной величины датчика, называют порогом чувствительности датчика. Например, порог чувствительности датчика температуры в 0,5 градуса означает, что меньшее изменение температуры (например на 0,1 градуса) на выходной величине датчика может вовсе никак не отразиться.

Нормальные условия эксплуатации датчика

Все эти параметры, как правило, регламентированы в документации для нормальных условий эксплуатации измерительного прибора. Под нормальными условиями понимают температуру окружающей среды в районе +25°С, атмосферное давление в районе 750 мм.рт.ст., относительную влажность воздуха в районе 65%, а также отсутствие вибраций и существенных электромагнитных полей. Допуски относительно отклонений от нормальных условий эксплуатации также указываются в документации на прибор.

Различные виды датчиков

Погрешность датчика

Любой датчик имеет дополнительные погрешности, которые могут быть вызваны изменением внешних условий, их значительным отклонением от нормальных условий. Данные погрешности выражаются в доле (выраженной в процентах) естественной измеряемой величины, отнесенной к изменению внешнего параметра, который не измеряется данным датчиком по его назначению. Например, погрешность 1% на 10°С температуры окружающей среды для датчика деформации или погрешность 1% на 10Э внешнего магнитного поля для датчика температуры.

Бесконтактный датчик положения

Сегодня промышленностью выпускаются самые разные датчики: тока, магнитного поля, температуры, давления, влажности, деформации (тензометрические датчики), радиации, фотометрические, перемещения и т. д. Датчики различаются между собой по технологии изготовления: они бывают твердотельными, пленочными, мдп (металл-диэлектрик-полупроводник) и т. д. По выходному электрическому параметру встречаются: резистивные, емкостные, индуктивные датчики и т. д.

И хотя физических параметров, которые могут быть измерены при помощи датчиков, не счесть, в основе всех датчиков так или иначе лежат сенсоры, воспринимающие одно из нескольких физических воздействий: давление или деформацию, магнитное поле, температуру, свет, химическое действие газа и т. п.