Razvrstitev in osnovni parametri merilnih naprav glavnih in programskih naprav

Vsak avtomatski krmilni sistem za merjenje odstopanja nadzorovane vrednosti od vrednosti v stanju dinamičnega ravnovesja ima merilno telo, ki ne more samo izmeriti velikosti in znaka odstopanja, temveč tudi pretvori to odstopanje v obliko, primerno za nadaljnjo uporabo v sistemu. za avtomatski nadzor.

Fizikalna narava reguliranih veličin je zelo raznolika, zato so raznoliki tudi merilni organi. V večini primerov pa bo izhod merilne naprave mehanska količina (premik, sila) ali električna količina (napetost, tok, električni upor, kapacitivnost, induktivnost, fazni zamik itd.).

Naslednje zahteve veljajo za merilne naprave, ki se uporabljajo v avtomatskih krmilnih sistemih:

• zanesljivost delovanja v vseh pogojih, ki jih lahko naletimo v kontroliranem tehnološkem procesu,

• zahtevano občutljivost

• dovoljene mere in teža,

• potreben zagon,

• nizka občutljivost na zunanje vplive,

• nima vpliva na tehnološki proces in na izmerjeno vrednost,

• nedvoumne indikacije,

• stabilnost skozi čas,

• ujemanje vhodnih in izhodnih signalov z drugimi signali elementi avtomatizacije.

Električne veličine je najlažje izmeriti, zato se pri merjenju neelektričnih veličin v mnogih primerih skupaj z merilnim telesom izvede posebna naprava (pretvornik), ki neelektrično veličino na vhodu merilnega telesa pretvori v v električno količino na svojem izhodu. Takšne merilne naprave imenujemo senzorji.

Med pojmi merilni element, senzor in občutljivi element (priimek pogosto najdemo tudi v literaturi o avtomatskem krmiljenju) praviloma ni razlik.

Najpogostejši so električni senzorji, to je merilne naprave s pretvarjanjem izmerjene neelektrične veličine v električno. Konstrukcija teh senzorjev je odvisna od fizične narave merjene količine in sprejetega principa merjenja njenega odstopanja.

Razvrstitev merilnih naprav je izvedena glede na ime vrednosti, ki jo merijo: merilne naprave za nivo, tlak, temperaturo, hitrost, napetost, tok, pretok, osvetljenost, vlažnost itd.

Senzorji so razvrščeni: prvič, po imenu izmerjene vrednosti in, drugič, po parametru, v katerega se pretvorijo signali merilne naprave, na primer kapacitivni senzorji nivoja, induktivni senzorji tlaka, reostatski temperaturni senzorji itd.

Za udobje pri uporabi obravnavane klasifikacije je praviloma eno od imen izpuščeno, saj se isti senzor lahko uporablja za merjenje različnih neelektričnih količin.

Osnovni parametri senzorjev

Glavni parametri merilnega telesa (senzorja), ki ga označujejo, so:

• občutljivost

• vztrajnost.

Občutljivost senzorja se imenuje razmerje spremembe Δy nadzorovane spremenljivke za spremembo vhodne količine Δx:

K = Δg /ΔNS

V avtomatskih krmilnih sistemih se to razmerje imenuje tudi sistem ali dobiček povezave (če se upošteva povezava).

Tako se občutljivost merilnega elementa ujema z njegovim ojačanjem.

Vztrajnost merilnega telesa (senzorja) določa tudi možnosti njegove uporabe v sistemih avtomatizacije, saj povzroča določeno zamudo pri merjenju vrednosti kontroliranega parametra v danem trenutku. Zakasnitev je lahko posledica mase delov, toplotne vztrajnosti, induktivnosti, kapacitivnosti in drugih elementov samega senzorja.

Pri preučevanju dinamičnih lastnosti avtomatskega krmilnega sistema igra vztrajnost merilnega telesa enako vlogo kot inercialne lastnosti katerega koli drugega elementa sistema avtomatizacije. Zato je treba pri izbiri senzorja paziti ne le na njegovo občutljivost, ampak tudi na njegov moment.