Промышленный датчик: общее описание
Промышленный датчик или сенсор – это элемент измерительного, регулирующего, сигнального или управляющего устройства, который преобразуют контролируемую величину (давление, температуру, частоту, силу, ток и т.д.) в сигнал, удобный для регистрации, измерения, хранения, обработки, передачи. В литературе датчики также часто называют измерительными преобразователями. Они являются компонентами многих систем автоматики. Датчики (сенсоры) используются при построении систем автоматизированного управления различными технологическими процессами; для эффективного управления механизмами, машинами, установками, требующих измерений разнообразных физических величин. Исторически и логически датчики связаны с измерительными приборами, но показания этих приборов чаще всего читаются человеком, а датчики, как правило, применяются в автоматическом режиме. Обобщающий термин датчик укрепился именно в период развития систем автоматизации и мониторинга, в качестве элемента обобщенной логической цепочки: датчик – устройство управления – исполнительное устройство – объект управления.
Классификация датчиков
В зависимости от вида измеряемого параметра различают: датчики перемещений (линейных и угловых), датчики силы, положения, скорости, ускорения, датчики уровня, расхода, температуры, давления и многие другие. На сегодня день существует примерно следующее распределение доли измерений физических величин в промышленности: температура – 50%, расход – 15%, давление – 10%, уровень – 5%, количество – 5%, время – 4%, электрические и магнитные величины – менее 4%.
Датчик температуры
Датчик температуры – это прибор, изменяющий электрическое сопротивление или замыкающий/размыкающий контакты в соответствии с изменением температуры. Так как условия и диапазон измерений могут сильно отличатся друг от друга, разработаны разные по помехоустойчивости, точности и быстродействию типы датчиков температуры. Датчики температуры подразделяются на контактные и бесконтактные датчики (датчики инфракрасного излучения, пирометры, акустические термодатчики).
К контактным датчикам, измеряющим температуру вещества непосредственно соприкосаясь с ним, относят большое множество датчиков температуры с разным принципом действия: термопары, термостаты, термисторы. Общим для всех типов температурных сенсоров является принцип преобразования: измеряемая температура преобразуется в электрическую величину, которую просто обрабатывать и передавать.
Датчик давления
Датчик давления – это устройство, в котором выходные физические параметры зависят от давления исследуемой среды (жидкость, газ, пар). Любой датчик давления состоит из первичного преобразователя; корпусных деталей; схемы повторной обработки сигнала. Между собой датчики давления отличаются диапазоном и точностью измерений, допустимыми условия эксплуатации, массогабаритными показателями. Эти характеристики зависят от принципа преобразования давления в электрический сигнал: пьезорезистивный, емкостной, тензометрический, индуктивный, резонансный, пьезоэлектрический, ионизационный и другие. Для измерения переменных давлений используются сенсоры с аналоговым выходным сигналом, быстропеременных – пьезоэлектрические датчики давления.
Промышленные датчики уровня
Промышленные датчики уровня – это приборы, устанавливающее количество сыпучего или жидкого вещества в некоторой ёмкости по уровню его поверхности. В зависимости от принципа действия датчики уровня могут выдавать дискретный или непрерывный сигнал, быть бесконтактными и контактными. Все эти особенности влияют на конструктивное исполнение, стоимость и область применения датчиков уровня. По принципу действия выделяют следующие виды датчиков уровня: поплавковые, емкостные, радарные, гидростатические и ультразвуковые.
Наиболее точные – радарные и ультразвуковые датчики уровня, их основным недостаткам является высокая цена. Гидростатические сенсоры недороги, компактны, относительно просты, способны выдавать непрерывный сигнал, но не являются бесконтактными, что делает невозможным их применение в агрессивных средах. Самыми дешёвыми являются поплавковые датчики уровня, однако они требуют погружения в жидкость и обладают подвижными элементами. Емкостные датчики уровня лишены подвижных элементов, но имеют значительную температурную зависимость.
Датчики силы
Измерение силы проводится при взвешивании объектов, проведении механических исследований, в строительстве и т.д. Для этого применяются датчики силы – устройства преобразующие силу в электрический сигнал. Существует два класса датчиков силы: количественные и качественные. Количественные датчики представляют значение силы в электрических единицах. К ним относятся тензодатчики и динамометрические элементы.
Качественные датчики силы – это пороговые устройства, выявляющие превышения заданного уровня приложенной силы. Такие датчики часто используются для детектирования положения и движения объектов.
Фотоэлектрические датчики
Глазами современной автоматизации на производстве являются фотоэлектрические датчики. Они позволяют точно обнаруживать объекты без физического контакта. Такие датчики используют световой пучок, который прерывается или отражается от объекта. В основном фотоэлектрические датчики работают в инфракрасной области спектра. Они делятся на три основных типа:
- T-тип (THRU-BEAM) – фотоэлектрические датчики на прерывание оптического луча;
- R-тип (RETRO)) – фотоэлектрические датчики с отражением от световозвращателя/рефлектора;
- D-тип (DIFFUSE) – фотоэлектрические датчики с отражением от объекта.
Мы уже зарекомендовали себя среди наших партнеров как надежный поставщик датчиков, если Вы уже готовы купить оборудование - звоните или используйте форму заказа. Если у вас остались вопросы - обращайтесь, мы всегда рады помочь!
