Andurite klassifikatsioon ja nende otstarve. Mittekontaktsed andurid: ülevaade, tööpõhimõte, eesmärk. Puutelüliti Millised on kõigi andurite kaks tööpõhimõtet

Andurite klassifikatsioon, põhinõuded neile

Erinevate tehnoloogiliste protsesside automatiseerimine, erinevate sõlmede, masinate, mehhanismide tõhus juhtimine nõuab arvukalt erinevate mõõtmiste tegemist. füüsikalised kogused.

Andurid(kirjanduses nimetatakse sageli ka mõõtemuunduriteks) või teisisõnu, andurid on paljude automaatikasüsteemide elemendid - nende abiga saavad nad teavet juhitava süsteemi või seadme parameetrite kohta.

Andur - see on mõõte-, signaalimis-, reguleerimis- või juhtseadme element, mis muundab juhitava väärtuse (temperatuur, rõhk, sagedus, valgustugevus, elektripinge, vool jne) mõõtmiseks, edastamiseks, salvestamiseks, töötlemiseks mugavaks signaaliks. , registreerimist ja mõnikord ka nende mõjutamiseks kontrollitud protsessidele. Või lihtsam andur on seade, mis muudab mis tahes füüsilise suuruse sisendtoimingu signaaliks, mis on mugav edasiseks kasutamiseks.

Kasutatavad andurid on väga mitmekesised ja võivad olla klassifitseeritakse erinevate kriteeriumide järgi:

Olenevalt sisend (mõõdetud) koguse tüübist eristada: mehaaniliste nihete andureid (lineaarne ja nurk), pneumaatilisi, elektrilisi, voolumõõtureid, kiiruse, kiirenduse, jõu, temperatuuri, rõhu jne andureid.

Praegu on tööstuses erinevate füüsikaliste suuruste mõõtmiste osakaalu jaotus ligikaudu järgmine: temperatuur - 50%, vool (mass ja maht) - 15%, rõhk - 10%, tase - 5%, kogus (mass, maht) ) - 5%, aeg - 4%, elektrilised ja magnetilised kogused - alla 4%.

Väljundväärtuse tüübi järgi, milleks sisendväärtus teisendatakse , eristama mitteelektriline Ja elektriline: alalisvooluandurid (EMF või pinge), vahelduvvoolu amplituudiandurid (EMF või pinge), vahelduvvoolu sagedusandurid (EMF või pinge), takistusandurid (aktiivsed, induktiivsed või mahtuvuslikud) jne.

Enamik andureid on elektrilised. See on tingitud järgmistest elektrimõõtmiste eelistest:

Elektrilisi koguseid on mugav edastada vahemaa tagant ja ülekanne toimub suurel kiirusel;

Elektrilised suurused on universaalsed selles mõttes, et kõiki teisi suurusi saab teisendada elektrilisteks suurusteks ja vastupidi;

Need on täpselt teisendatud digitaalseks koodiks ja võimaldavad saavutada mõõtevahendite suurt täpsust, tundlikkust ja kiirust.

Vastavalt tegevuspõhimõttele Andurid võib jagada kahte klassi: genereerivad Ja parameetriline(andurid-modulaatorid). Generaatori andurid muudavad sisendväärtuse otse elektrisignaaliks.

Parameetrilised andurid muudavad sisendväärtuse mõne elektrilise parameetri muutuseks ( R , L või C ).

Vastavalt tegevuspõhimõttele andureid saab jagada ka oomilisteks, reostaatilisteks, fotoelektrilisteks (optoelektroonilisteks), induktiivseteks, mahtuvuslikeks jne.

Andureid on kolme klassi:

Analoogandurid, st andurid, mis toodavad analoogsignaali võrdeliselt sisendväärtuse muutumisega;

Digitaalsed andurid, mis genereerivad impulssjada või kahendsõna;

Binaarsed (binaarsed) andurid, mis genereerivad ainult kahe taseme signaali: "sisse / välja" (teisisõnu, 0 või 1); on nende lihtsuse tõttu laialdaselt kasutusel.

Nõuded anduritele :

Väljundväärtuse ühemõtteline sõltuvus sisendist;

Omaduste stabiilsus ajas;

Kõrge tundlikkus;

Väike suurus ja kaal;

Tagasiside puudumine juhitava protsessi ja juhitava parameetri kohta;

Töötada erinevates töötingimustes;

- erinevaid valikuid paigaldus.

Parameetrilised andurid (sensormodulaatorid) sisendväärtus X muundatakse mõne elektrilise parameetri muutuseks ( R, L või C ) andur. Loetletud andurite parameetrite muutust on võimatu edastada ilma energiat kandva signaalita (pinge või vool) kaugelt. Anduri vastava parameetri muutust on võimalik tuvastada ainult anduri reaktsiooni järgi voolule või pingele, kuna loetletud parameetrid iseloomustavad seda reaktsiooni. Seetõttu nõuavad parameetrilised andurid spetsiaalsete mõõteahelate kasutamist, mis töötavad alalis- või vahelduvvooluga.

Ohmilised (takistuslikud) andurid - tööpõhimõte põhineb nende aktiivse takistuse muutumisel koos pikkuse muutumisega l, ristlõikepindala Svõi takistus lk:

R= pl /S

Lisaks kasutatakse aktiivse takistuse väärtuse sõltuvust kontaktrõhust ja fotoelementide valgustusest. Vastavalt sellele jagunevad oomilised andurid: kontakt, potentsiomeetriline (reostaatiline), deformatsioonitakistus, termistor, fototakisti.

Kontaktandurid - See lihtsaim vorm takistiandurid, mis muudavad primaarelemendi liikumise takistuse hüppeks elektriahel. Kontaktandurite abil mõõdavad ja juhivad nad jõude, nihkeid, temperatuuri, objektide suurusi, juhivad nende kuju jne. Kontaktandurite hulka kuuluvad reisida Ja Piirlülitid, kontakttermomeetrid ja nn elektroodide andurid, mida kasutatakse peamiselt elektrit juhtivate vedelike piirtasemete mõõtmiseks.

Kontaktandurid võivad töötada nii alalis- kui ka vahelduvvoolul. Olenevalt mõõtepiiridest võivad kontaktandurid olla ühe- ja mitmepiirilised. Viimaseid kasutatakse takisti osade mõõtmiseks, mis erinevad oluliselt R, mis kuuluvad elektriahelasse, on järjestikku lühistatud.

Kontaktandurite puuduseks on pideva jälgimise keerukus ja kontaktsüsteemi piiratud kasutusiga. Kuid nende andurite äärmise lihtsuse tõttu kasutatakse neid automatiseerimissüsteemides laialdaselt.

Reostaatilised andurid on muutuva takistusega takisti. Anduri sisendväärtus on kontakti liikumine ja väljundväärtus on selle takistuse muutus. Liikuv kontakt on mehaaniliselt ühendatud objektiga, mille nihet (nurk- või lineaarne) tahetakse teisendada.

Levinuim on reostaatanduri sisselülitamiseks mõeldud potentsiomeetriline ahel, milles reostaat lülitatakse sisse pingejaguri ahela järgi. Tuletame meelde, et pingejagur on elektriseade alalis- või vahelduvpinge jagamiseks osadeks; pingejagur võimaldab eemaldada (kasutada) ainult osa olemasolevast pingest läbi takistitest, kondensaatoritest või induktiivpoolidest koosneva elektriskeemi elementide. Pingejaguri ahela järgi ühendatud muutuvat takistit nimetatakse potentsiomeetriks.

Tavaliselt kasutatakse reostaatandureid mehaanilises mõõteriistad nende näidud teisendada elektrilisteks suurusteks (vool või pinge), näiteks vedelike ujuktaseme mõõturites, mitmesugustes manomeetrites jne.

Lihtsa reostaadi kujul olevat andurit ei kasutata peaaegu kunagi selle staatilise karakteristiku olulise mittelineaarsuse tõttu. I n \u003d f (x), kus I n- koormusvool.

Sellise anduri väljundväärtuseks on pingelangus Sa välja liikuva ja ühe fikseeritud kontakti vahel. Väljundpinge sõltuvus kontakti nihkest x U välja \u003d f(x) vastab takistuse muutumise seadusele piki potentsiomeetrit. Takistuse jaotumise seadus piki potentsiomeetri pikkust, mille määrab selle konstruktsioon, võib olla lineaarne või mittelineaarne.

Potentsiomeetrilisi andureid, mis on struktuurselt muutuvtakistid, valmistatakse erinevatest materjalidest - mähisjuhtmest, metallkiledest, pooljuhtidest jne.

Tensomõõturid (pingeandurid) kasutatakse mehaaniliste pingete, väikeste deformatsioonide, vibratsiooni mõõtmiseks. Tensomõõturite toime põhineb tensorefektil, mis seisneb juhtide ja pooljuhtmaterjalide aktiivtakistuse muutmises neile rakendatavate jõudude mõjul.

Termomeetrilised andurid (termistorid) - takistus sõltub temperatuurist. Termistoreid kasutatakse anduritena kahel viisil:

1) Termistori temperatuuri määrab keskkond; termistorit läbiv vool on nii väike, et see ei soojenda termistorit. Sellises olukorras kasutatakse termistorit temperatuuriandurina ja seda nimetatakse sageli "takistustermomeetriks".

2) Termistori temperatuuri määrab konstantse voolu ja jahutustingimuste kuumenemisaste. Sel juhul määravad kindlaksmääratud temperatuuri termistori pinna soojusülekande tingimused (keskkonna - gaasi või vedeliku - kiirus termistori suhtes, selle tihedus, viskoossus ja temperatuur), seega saab termistorit kasutada voolukiiruse, keskkonna soojusjuhtivuse, gaasitiheduse jne andur. Seda tüüpi andurites toimub justkui kaheastmeline transformatsioon: mõõdetud väärtus teisendatakse esmalt termistori temperatuuri muutuseks, mis seejärel teisendatakse takistuse muutuseks.

Termistorid on valmistatud nii puhastest metallidest kui ka pooljuhtidest.Materjalil, millest sellised andurid valmistatakse, peab olema kõrge temperatuuritakistustegur, võimalusel takistuse lineaarne sõltuvus temperatuurist, omaduste hea reprodutseeritavus ja inertsus keskkonnamõjude suhtes. Kõige suuremal määral rahuldab plaatina kõiki neid omadusi; veidi väiksemas - vask ja nikkel.

Võrreldes metalltermistoritega on pooljuhttermistorid (termistorid) suurema tundlikkusega.

Induktiivsed andurid on mõeldud kontaktivabaks teabe hankimiseks masinate, mehhanismide, robotite jne töökehade liikumise kohta. ja selle teabe teisendamine elektrisignaaliks.

Induktiivse anduri tööpõhimõte põhineb magnetahela mähise induktiivsuse muutumisel, sõltuvalt magnetahela üksikute elementide (ankur, südamik jne) asendist. Sellistes andurites lineaarne või nurkliikumine X(sisendkogus) teisendatakse induktiivsuse muutuseks ( L) andur. Neid kasutatakse nurk- ja lineaarnihkete, deformatsioonide, mõõtmete kontrolli jms mõõtmiseks.

Lihtsamal juhul on induktiivne andur magnetahelaga induktiivpool, mille liikuv element (armatuur) liigub mõõdetud väärtuse toimel.

Induktiivne andur tunneb ära kõik juhtivad objektid ja reageerib neile vastavalt. Induktiivne andur on kontaktivaba, ei vaja mehaanilist toimet, töötab kontaktivabalt, muutes elektromagnetvälja.

Eelised

- puudub mehaaniline kulumine, pole kontakti tõrkeid

- kontakti põrkamata ja valepositiivsed tulemused

- kõrge lülitussagedus kuni 3000 Hz

- vastupidav mehaanilisele pingele

Puudused - suhteliselt madal tundlikkus, induktiivse takistuse sõltuvus toitepinge sagedusest, anduri märkimisväärne tagasiside mõõdetud väärtusele (armatuuri tõmbamise tõttu südamikule).

Mahtuvuslikud andurid - tööpõhimõte põhineb kondensaatori elektrilise mahtuvuse sõltuvusel selle plaatide mõõtmetest, plaatide suhtelisest asendist ja nendevahelise keskkonna dielektrilisest konstandist.

Kahe plaadiga lamekondensaatori elektriline mahtuvus määratakse järgmise avaldise abil:

C \u003d e 0 e S /h

Kus e 0- dielektriline konstant; e- söötme suhteline läbitavus plaatide vahel; S- plaatide aktiivne ala; hon kondensaatori plaatide vaheline kaugus.

Sõltuvused C(S) Ja C(h) kasutatakse mehaaniliste liikumiste muutmiseks mahtuvuse muutuseks.

Mahtuvuslikud ja ka induktiivsed andurid saavad toite vahelduvpingega (tavaliselt suurendatud sagedusega - kuni kümneid megahertsi). Mõõteahelatena kasutatakse tavaliselt sildahelaid ja resonantsahelaid kasutavaid ahelaid. Viimasel juhul kasutatakse reeglina generaatori võnkesageduse sõltuvust resonantsahela mahtuvusest, s.o. anduril on sagedusväljund.

Mahtuvusandurite eelisteks on lihtsus, kõrge tundlikkus ja madal inerts. Puudused - väliste elektriväljade mõju, mõõteseadmete suhteline keerukus.

Mahtuvusandureid kasutatakse nurknihkete, väga väikeste lineaarnihkete, vibratsioonide, liikumiskiiruste jms mõõtmiseks, samuti määratud funktsioonide (harmooniline, saehammas, ristkülikukujuline jne) taasesitamiseks.

Mahtuvuslikud muundurid, läbilaskvuse mis muutub dielektriku liikumise, deformatsiooni või koostise muutumise tõttu, kasutatakse nivooanduritena mittejuhtivate vedelike, puiste- ja pulbermaterjalide, mittejuhtivate materjalide kihi paksuse (paksusmõõturid), samuti aine niiskuse ja koostise jälgimine.

Andurid – generaatorid

Generaatori andurid teostada sisendväärtuse otsene teisendamine X elektrisignaaliks. Sellised andurid muudavad sisend (mõõdetud) suuruse allika energia koheselt elektriliseks signaaliks, s.t. need on justkui elektrigeneraatorid (sellest ka selliste andurite nimi – genereerivad elektrisignaali).

Täiendavad toiteallikad selliste andurite tööks pole põhimõtteliselt vajalikud (sellegipoolest võib anduri väljundsignaali võimendamiseks, teist tüüpi signaalideks teisendamiseks ja muudel eesmärkidel vaja minna lisavõimsust). Generaatorid on termoelektrilised, piesoelektrilised, induktsioon-, fotoelektrilised ja palju muud tüüpi andurid.

Induktiivsed andurid mõõdetud mitteelektriline suurus teisendatakse induktsiooni EMF-iks. Andurite tööpõhimõte põhineb elektromagnetilise induktsiooni seadusel. Nende andurite hulka kuuluvad alalis- ja vahelduvvoolu tahhogeneraatorid, mis on väikesed elektrimasina generaatorid, mille väljundpinge on võrdeline generaatori võlli pöörlemise nurkkiirusega. Anduritena kasutatakse tahhogeneraatoreid nurkkiirus.

Tahhogeneraator on generaatorrežiimis töötav elektrimasin. Sel juhul on tekitatud EMF võrdeline pöörlemiskiiruse ja magnetvoo suurusega. Lisaks muutub pöörlemiskiiruse muutumisega ka EMF-i sagedus. Neid kasutatakse kiirusanduritena (kiirus).

temperatuuriandurid. Kaasaegses tööstuslik tootmine levinumad on temperatuuri mõõtmised (näiteks keskmise suurusega tuumajaamas on selliseid mõõtmisi umbes 1500 punktis ja suures keemiatööstuse ettevõttes üle 20 tuhande). Mõõdetavate temperatuuride lai valik, mitmesugused mõõtevahendite kasutustingimused ja neile esitatavad nõuded määravad ära kasutatavate temperatuurimõõtevahendite mitmekesisuse.

Kui arvestada tööstuslike rakenduste temperatuuriandureid, siis saame eristada nende põhiklasse: räni temperatuuriandurid, bimetalliandurid, vedeliku- ja gaasi termomeetrid, termoindikaatorid, termistorid, termopaarid, takistustermopaarid, infrapunaandurid.

Ränist temperatuuriandurid kasutada pooljuhträni takistuse sõltuvust temperatuurist. Mõõdetavate temperatuuride vahemik on -50…+150 0 C . Neid kasutatakse peamiselt temperatuuri mõõtmiseks elektroonikaseadmetes.

Bimetallsensor valmistatud kahest erinevast omavahel kinnitatud metallplaadist. Erinevatel metallidel on erinevad soojuspaisumistegurid. Kui plaadiga ühendatud metalle kuumutatakse või jahutatakse, paindub see elektrikontakte sulgedes (avades) või näidiku noolt liigutades. Bimetallandurite tööpiirkond -40…+550 0 C. Kasutatakse pinna mõõtmiseks tahked ained ja vedeliku temperatuurid. Peamised kasutusvaldkonnad on autotööstus, kütte- ja veeküttesüsteemid.

Soojusnäitajad - Need on spetsiaalsed ained, mis muudavad oma värvi temperatuuri mõjul. Värvuse muutus võib olla pöörduv või pöördumatu. Neid toodetakse kilede kujul.

Takistuse soojusmuundurid

Takistustermopaaride (termistoride) tööpõhimõte põhineb juhtide ja pooljuhtide elektritakistuse muutumisel sõltuvalt temperatuurist (räägitud varem).

Plaatinatermistorid on ette nähtud temperatuuri mõõtmiseks vahemikus -260 kuni 1100 0 C. Praktikas kasutatakse laialdaselt odavamaid vasktermistoreid, mille takistus sõltub temperatuurist lineaarselt.

Vase puuduseks on madal eritakistus ja kerge oksüdeerumine kõrgetel temperatuuridel, mille tulemusena on vase takistustermomeetrite kasutamise lõpppiir piiratud temperatuuriga 180 0 C. Karakteristikute stabiilsuse ja reprodutseeritavuse poolest on vasktermistorid plaatina termistorid halvemad. Niklit kasutatakse odavates andurites toatemperatuurivahemikus mõõtmiseks.

Pooljuhttermistorid (termistorid) on negatiivse või positiivse temperatuuriga takistuse koefitsiendiga, mille väärtus temperatuuril 20 0 C on (2 ... 8) * 10 -2 (0 C) -1, s.o. suurusjärgu võrra suurem kui vasel ja plaatinal. Väga väikeste mõõtmetega pooljuhttermistoritel on kõrge takistusväärtus (kuni 1 MΩ). pooljuhina. Materjalina kasutatakse metallioksiide: KMT tüüpi pooljuhttermistoreid - koobalti ja mangaani oksiidide segu ning MMT - vase ja mangaani oksiide.

Pooljuhtide temperatuurianduritel on aja jooksul suur omaduste stabiilsus ja neid kasutatakse temperatuuride muutmiseks vahemikus -100 kuni 200 0 С.

Termoelektrilised muundurid (termopaarid) - lk Termopaaride tööpõhimõte põhineb termoelektrilisel efektil, mis seisneb selles, et kahe erineva metalli või pooljuhi ristmike (ristmike) temperatuuride erinevuse olemasolul tekib ahelas elektromotoorjõud, mida nimetatakse termoelektromootorjõuks (lühendatult termo-EMF). Teatud temperatuurivahemikus võime eeldada, et termo-EMF on otseselt võrdeline temperatuuride erinevusega∆T\u003d T 1 - T 0 ristmiku ja termopaari otste vahel.

Termopaari omavahel ühendatud otsad, mis on sukeldatud keskkonda, mille temperatuuri mõõdetakse, nimetatakse termopaari tööotsaks. Sees olevad otsad keskkond, ja mis on tavaliselt juhtmetega ühendatud mõõteahelaga, nimetatakse vabadeks otsteks. Nende otste temperatuur tuleb hoida konstantsena. Nendel tingimustel sõltub termo-EMF E t ainult temperatuurist T1töötav ots.

U välja \u003d E t \u003d C ( T 1 - T 0) ,

kus C on termopaari juhtmete materjalist sõltuv koefitsient.

Termopaaride tekitatud EMF on suhteliselt väike: see ei ületa 8 mV iga 100 0 C kohta ega ületa tavaliselt absoluutväärtuses 70 mV. Termopaarid võimaldavad mõõta temperatuuri vahemikus -200 kuni 2200 0 С.

Plaatina, plaatina-roodiumi, kroomi ja alumeli kasutatakse kõige laialdasemalt termoelektriliste muundurite tootmiseks.

Termopaaridel on järgmised omadused eeliseid: valmistamise lihtsus ja töökindlus, madal hind, puudustoiteallikad ja võimalus mõõta laias temperatuurivahemikus.

Koos sellega iseloomustavad termopaare ka mõned vead- termistoridest madalam mõõtetäpsus, olulise termilise inertsi olemasolu, vabade otste temperatuuri korrigeerimise vajadus ja spetsiaalsete ühendusjuhtmete kasutamise vajadus.

Infrapunaandurid (püromeetrid) - kasutada kuumutatud kehade kiirgusenergiat, mis võimaldab mõõta pinna temperatuuri distantsilt. Püromeetrid jagunevad kiirguseks, heleduseks ja värviks.

Kiirguspüromeetritega mõõdetakse temperatuure vahemikus 20 kuni 2500 0 C ning seade mõõdab reaalse objekti integraalset kiirgusintensiivsust.

Heleduse (optilisi) püromeetreid kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks vahemikus 500 kuni 4000 0 C. Need põhinevad uuritava objekti heleduse spektri kitsas osas võrdlusel eeskujuliku emitteri (fotomeetrilise lambi) heledusega.

Värvipüromeetrid põhinevad kiirguse intensiivsuse suhte mõõtmisel kahel lainepikkusel, mis tavaliselt valitakse spektri punases või sinises osas; neid kasutatakse temperatuuride mõõtmiseks vahemikus 800 0 C.

Püromeetrid mõõdavad temperatuuri sisendis raskesti ligipääsetavad kohad ja liikuvate objektide temperatuur, kõrged temperatuurid kus teised andurid enam ei tööta.

Temperatuuride mõõtmiseks vahemikus -80 kuni 250 0 С kasutatakse sageli niinimetatud kvartssoojusmuundureid, kasutades kvartselemendi omasageduse sõltuvust temperatuurist. Nende andurite töö põhineb asjaolul, et muunduri sageduse sõltuvus temperatuurist ja teisendusfunktsiooni lineaarsus muutuvad sõltuvalt lõike orientatsioonist kvartskristalli telgede suhtes. Neid andureid kasutatakse laialdaselt digitaalsetes termomeetrites.

Piesoelektrilised andurid

Piesoelektriliste andurite toime põhineb piesoelektrilise efekti (piesoelektrilise efekti) kasutamisel, mis seisneb selles, et mõne kristalli kokkusurumisel või venitamisel tekib nende pinnale elektrilaeng, mille suurus on võrdeline mõjuga. jõudu.

Piesoelektriline efekt on pöörduv, st rakendatud pinge põhjustab piesoelektrilise näidise deformatsiooni - selle kokkusurumist või venitamist, vastavalt rakendatud pinge märgile. Seda nähtust, mida nimetatakse pöördpiesoelektriliseks efektiks, kasutatakse heli- ja ultrahelisageduste akustiliste vibratsioonide ergutamiseks ja vastuvõtmiseks.

Kasutatakse jõudude, rõhu, vibratsiooni jms mõõtmiseks.

Optilised (fotoelektrilised) andurid

Eristama analoog Ja diskreetne optilised andurid. Analoogandurite puhul muutub väljundsignaal proportsionaalselt ümbritseva valgusega. Peamine kasutusvaldkond on automatiseeritud valgustuse juhtimissüsteemid.

Diskreetset tüüpi andurid muudavad valgustuse seatud väärtuse saavutamisel väljundi oleku vastupidiseks.

Fotoelektrilisi andureid saab rakendada peaaegu kõigis tööstusharudes. Diskreetseid tegevusandureid kasutatakse omamoodi läheduslülititena loendamiseks, tuvastamiseks, positsioneerimiseks ja muudeks ülesanneteks mis tahes tehnoloogilisel liinil.

, registreerib valgusvoo muutuse kontrollitavas piirkonnas , mis on seotud mehhanismide ja masinate mis tahes liikuvate osade asukoha muutumisega ruumis, objektide puudumise või olemasoluga. Tänu suurtele tajumiskaugustele optilised lähedusandurid leidnud laialdast rakendust tööstuses ja mitte ainult.

Optiline lähedusandur koosneb kahest funktsionaalsest üksusest, vastuvõtjast ja emitterist. Neid sõlme saab teha nii samas korpuses kui ka erinevates korpustes.

Objekti tuvastamise meetodi järgi jagatakse fotoandurid 4 rühma:

1) tala ristumine- selle meetodi puhul on saatja ja vastuvõtja eraldatud erinevatesse korpustesse, mis võimaldab need paigaldada üksteise vastas töökaugusele. Tööpõhimõte põhineb sellel, et saatja saadab pidevalt valguskiire, mille vastuvõtja võtab vastu. Kui anduri valgussignaal seiskub kolmanda osapoole objektiga kattumise tõttu, reageerib vastuvõtja kohe, muutes väljundi olekut.

2) peegeldus helkurilt- selle meetodi puhul on anduri vastuvõtja ja saatja samas korpuses. Anduri vastas on paigaldatud reflektor (reflektor). Reflektorandurid on konstrueeritud nii, et tänu polariseerivale filtrile tajuvad nad peegeldust ainult helkurilt. Need on helkurid, mis töötavad topeltpeegelduse põhimõttel. Sobiva helkuri valiku määrab vajalik kaugus ja kinnitusvõimalused.

Saatja poolt saadetud valgussignaal peegeldub reflektorilt ja siseneb anduri vastuvõtjasse. Kui valgussignaal lakkab, reageerib vastuvõtja kohe, muutes väljundi olekut.

3) peegeldus objektilt- selle meetodi puhul on anduri vastuvõtja ja saatja samas korpuses. Anduri tööoleku ajal muutuvad kõik selle tööpiirkonda sattunud objektid omamoodi helkuriteks. Niipea, kui objektilt peegeldunud valguskiir tabab anduri vastuvõtjat, reageerib see kohe, muutes väljundi olekut.

4) fikseeritud objekti peegeldus - anduri tööpõhimõte on sama, mis "objektilt peegeldumisel", kuid tundlikum objektile kohandamisest kõrvalekallete suhtes. Näiteks on võimalik tuvastada keefiripudelil paisunud kork, vaakumpakendi mittetäielik täitumine toodetega jne.

Eesmärgi järgi jagunevad fotoandurid kahte põhirühma: üldkasutatavad andurid ja eriandurid. Spetsiaalsete andurite hulka kuuluvad andurite tüübid, mis on mõeldud kitsama hulga ülesannete lahendamiseks. Näiteks värvimärgi tuvastamine objektil, kontrastse äärise tuvastamine, sildi olemasolu läbipaistval pakendil jne.

Anduri ülesanne on tuvastada objekt kaugelt. See kaugus varieerub vahemikus 0,3–50 m, sõltuvalt valitud anduri tüübist ja tuvastamismeetodist.

Mikrolaineandurid

Nupp-relee konsoolid asendatakse mikroprotsessoripõhiste automaatjuhtimissüsteemidega tehnoloogiline protsess Kõrgeima jõudluse ja töökindlusega (APCS) on andurid varustatud digitaalsete sideliidestega, kuid see ei too alati kaasa süsteemi üldise töökindluse ja selle töökindluse suurenemist. Põhjus on selles, et enamuse tööpõhimõtted tuntud tüübid andurid seavad ranged piirangud nende kasutustingimustele.

Näiteks kasutatakse tööstuslike mehhanismide kiiruse jälgimiseks laialdaselt mittekontaktseid (mahtuvuslikke ja induktiivseid), aga ka tahhogeneraatori kiiruse reguleerimise seadmeid (UKS). Tahhogeneraatoril UKS on mehaaniline ühendus liikuva objektiga ning mittekontaktsete seadmete tundlikkustsoon ei ületa paari sentimeetrit.

Kõik see mitte ainult ei tekita ebamugavusi andurite paigaldamisel, vaid raskendab oluliselt ka nende seadmete kasutamist tolmu korral, mis kleepub tööpindadele ja põhjustab valehäireid. Loetletud andurite tüübid ei ole võimelised objekti (näiteks konveierilint) otseselt juhtima – need on häälestatud rullikute, tiivikute, pingutustrumlite jms liikumisele. Mõne seadme väljundsignaalid on nii nõrgad, et alla võimsate elektrimasinate tööst tulenevate tööstuslike häirete taseme.

Sarnased raskused tekivad traditsiooniliste tasemeandurite - lahtise toote olemasolu andurite - kasutamisel. Sellised seadmed on vajalikud tooraine tarnimise õigeaegseks katkestamiseks tootmismahutitesse. Valehäireid ei põhjusta mitte ainult kleepumine ja tolm, vaid ka tootevoo puudutamine, kui see punkrisse siseneb. Kütmata ruumides mõjutab andurite tööd ümbritseva õhu temperatuur. Valehäired põhjustavad laadimise sagedasi seiskamisi ja käivitusi tehnoloogilised seadmed- selle õnnetuste peamine põhjus, mis põhjustab ummistusi, konveierite purunemist, tulekahju ja plahvatusohtu.

Need probleemid viisid mitu aastat tagasi põhimõtteliselt uut tüüpi seadmete väljatöötamiseni - kiiruse reguleerimise radar-, liikumis- ja tagasivooluandurid, mille töö põhineb juhitava objekti koostoimel raadiosignaaliga, mille sagedus on umbes 10 10 Hz.

Mikrolainemeetodite kasutamine tehnoloogiliste seadmete seisukorra jälgimiseks võimaldab täielikult vabaneda traditsiooniliste andurite tüüpide puudustest.

Iseloomulikud tunnused need seadmed on:

Mehaanilise ja elektrilise kontakti puudumine objektiga (keskkonnaga), kaugus sensorist objektini võib olla mitu meetrit;

Objekti (konveierilint, kett) otsene juhtimine, mitte nende ajamid, pingutustrumlid jne;

Madal energiatarve;

Tundmatus toote kleepumise suhtes pikkade töövahemaade tõttu;

Kõrge mürakindlus ja tegevuse suunatus;

Ühekordne reguleerimine kogu kasutusaja jooksul;

Kõrge töökindlus, ohutus, ioniseeriva kiirguse puudumine.

Anduri tööpõhimõte põhineb liikuvalt objektilt peegelduva raadiosignaali sageduse muutumisel. See nähtus ( "Doppleri efekt") kasutatakse laialdaselt radarisüsteemides kiiruse kaugmõõtmiseks. Liikuv objekt põhjustab elektrilise signaali ilmumise mikrolaine transiiveri mooduli väljundisse.

Kuna signaali tase sõltub peegelduva objekti omadustest, saab liikumisandurite abil anda märku avatud vooluringist (lindist), mis tahes objektide või materjalide olemasolust konveierilindil. Teibil on sile pind ja madal peegeldusvõime. Kui toode hakkab liikuma mööda konveieri tööharu kohale paigaldatud andurist, suurendades peegelduskoefitsienti, annab seade liikumisest märku, st tegelikult, et lint pole tühi. Väljundimpulsi kestuse järgi saab hinnata märkimisväärsel kaugusel liigutatavate objektide suurust, teha valikuid jne.

Kui on vaja täita mõni anum (punkrist šahtini), saate täpselt määrata täitmise lõpetamise hetke - teatud sügavusele langetatud andur näitab täiteaine liikumist kuni selle täitmiseni.

Konkreetsed näited Mikrolaine liikumisandurite kasutamise erinevates tööstusharudes määrab selle eripära, kuid üldiselt suudavad need lahendada väga erinevaid seadmete tõrgeteta töötamise probleeme ja tõsta automatiseeritud juhtimissüsteemide infosisu.

Kasutatud allikate loetelu

1) E.M. Gordin, Yu.Sh. Mitnik, V.A. Tarlyn

Automatiseerimise ja arvutitehnoloogia alused

Moskva "Insenerid", 1978

2) Gustav Olsson, Gianguido Piani

Digitaalsed automaatika- ja juhtimissüsteemid

Peterburi: Nevski murre, 2001

3) V.V.Sazonov Juhised rakendamiseks laboritööd

"Reostaatilise lineaarse nihke anduri uurimine"

4) Tšugainov N.G. Abstraktne "Temperatuuriandur", Krasnojarsk 2003

5) Fedosov A. V. Kokkuvõte "Kiirusandurid" - Moskva 2003

6) D. N. Shestakov, PromRadar LLC peadirektor

Mikrolaineandurid tööstuslikeks rakendusteks

7) Ajakiri "Modern Electronics" 6, 2006

8) Ettevõtte "Andur" kataloog

9) OMRONi komponendid / fotoandurid