Ohmické snímače: zařízení a princip činnosti

Video na téma „Ultrazvukový senzor. Princip fungování”

Nastavitelný ohmický odpor lze považovat za snímač posunu.

Ohmické detektory hladiny: a – jedna úroveň; b – dvě úrovně; 1 – elektroda; 2 – elektromagnetické relé; 3 – napájení

Video na téma „Galileo. Alarmové senzory (část 2)”

Takovým snímačem může být reostat.

Při pohybu jezdce reostatu se skutečně mění jeho odpor.

Zde je pohyb jezdce vstupní hodnotou a hodnota ohmického odporu reostatu obsaženého v obvodu je výstupní hodnotou. U snímačů reostatického typu navíc musí existovat určitý jednoznačný vztah mezi pohybem motoru a změnou odporu.

Video na téma „ELM327 OBD2 A MOMENT. TEST A RECENZE. LADA GRANTA. ALIEXPRESS”

Obrázek 1. Možnosti návrhu reostatických snímačů.

Hlavní prvky reostatického senzoru (obr. 1) jsou: 1 – rám- 2 – odpor, který je na něj aplikován ve formě vinutí drátu, polovodiče nebo jiného vodivého materiálu – 3 – pohyblivý kartáč klouzající po povrchu odporu nebo po řadě k němu připojených kontaktů.

Na Obr. 1 ukazuje ohmické snímače 2 typů: ) s plynulým víceotáčkovým vinutím – b) se sekčním vinutím.

U snímačů s děleným odporem dochází při pohybu kartáče ke skokové změně odporu, zatímco u snímače s plynulým navíjením je to relativně plynulé.

Video na téma „Galileo. Alarmové senzory (část 1)”

Výhodou snímačů se sekčním odporem je schopnost ovládat velké proudy. To je zajištěno skutečností, že provoz kontaktů takových snímačů v důsledku přítomnosti bočníkových odporů probíhá v nejvýhodnějším režimu.

Charakteristika lineárního snímače reostatu má tvar

• R_x = (R:L)x, kde;
• R_x– odpor zahrnutý v obvodu (ohm);
• L je celková délka vinutí (cm);
• R je impedance vinutí (ohm);
• x je pohyb kartáče (cm).

Obrázek 2. Schéma zapnutí potenciometrického snímače.

Video na téma „Nabourání snímače otisků prstů v telefonu za 15 minut“

Pokud je snímač reostatu zapojen podle obvodu potenciometru, pak se nazývá potenciometrický snímač. Na Obr. 2 ukazuje schéma zapojení takového snímače. Zde velikost napětí odebraného z reostatu závisí na poloze motoru. Pokud je totiž jezdec potenciometru v krajní levé poloze, pak napětí U_хodebraný z něj bude minimální (prakticky rovný 0). Při pohybu jezdce doprava se odebrané napětí zvýší a v krajní pravé poloze se bude rovnat napětí na svorkách zdroje, tzn. U_X=U.

Tedy napětí na voltmetru V bude lineárně závislá na poloze jezdce potenciometru;

Konstrukčně jsou reostatické snímače navrženy jako snímače úhlového a lineárního posunu.

Video na téma „Přehled senzorů. Senzory magnetického pole”

Ohmické snímače jsou jednoduché, provozně spolehlivé, a proto v technice značně rozšířené jako elektrické snímače mechanických posuvů, v dálkovém servopohonu a ve výpočtových zařízeních.

Obrázek 3. Snímač síly uhlíku.

Chyba reostatických snímačů je dána skokovou změnou odporu, změnou odporu vinutí od teploty, nepřesností výrobního procesu (kostra, vinutí, odizolování kontaktní dráhy).

Pro měření vyvinutých sil se používá uhlíkový senzor., který by měl být také připsán ohmické skupině. Umožňuje převést sílu na něj přenášenou na elektrický odpor. Uhlíkový senzor (obr. 3 ) sestavené z grafitových kotoučů ve sloupci.

Na koncích kolony jsou kontaktní kotouče a dorazy, kterými je tlak přenášen na kotouče. Elektrický odpor uhlíkového snímače se skládá z odporu samotných disků a přechodových přechodových odporů mezi uhlíkovými disky. Velikost přechodového přechodového odporu závisí na velikosti tlakové síly. Čím větší síla stlačí karbonové kotouče, tím nižší je přechodový odpor.

Na Obr. 3 б ukazuje graf závislosti odporu Ruhlíkový senzor od působící síly R.

Princip činnosti ohmických signalizačních zařízení je založen na uzavření elektrického obvodu napájecího zdroje prostřednictvím řízeného prostředí, což je úsek elektrického obvodu s určitým ohmickým odporem (roztoky kyselin a zásad). V praxi lze ohmické hladinové spínače použít pro média s vodivostí 2×10 -4 CM a vyšší. Zařízení je elektromagnetické relé, které je součástí obvodu vytvořeného mezi elektrodou a řízeným materiálem. Schémata zapnutí indikátoru hladiny relé (obr. 9) se mohou lišit v závislosti na typu objektu a počtu ovládaných úrovní.

Rýže. 9 Spínací obvody ohmického reléového hladinoměru: a – pro hlídání jedné hladiny, b – pro hlídání dvou hladin, c- pro hlídání dvou hladin a nádoby z izolačního materiálu, d- pro hlídání tří hladin, y hladina, e -elektroda, p -relé, t-transformátor.

V průmyslu se používají ohmické reléové snímače typů 7V-1, BK.S-2, DRS, SU-102, ERSU-3, EMSUR-2002.

**Sensor-relé pro oddělení média typu DRS určené k řízení úrovně separace média “olej-voda” v nádržích tankerů a jiných kontejnerech. Odečet hladiny na měřicím lepte se provádí podle ukazatele. Když zinková elektroda přechází z nevodivé vrstvy ropného produktu do vrstvy vody, která je elektrolytem, ​​vzniká elektromotorická síla, která způsobuje proud v uzavřeném obvodu: „plus“ svorka indikátoru – tělo nádoby – vodivé kontrolované prostředí – citlivý prvek – „mínus“ svorka indikátoru. Přítomnost proudu je pozorována odchylkou ručičky milivoltmetru.

**Vícebodové signalizační zařízení typu SU-102 je určen pro automatické dálkové sledování a signalizaci hladiny sedimentu nebo kalu v dosazovacích nádržích čistírenských zařízení. Počet kontrolních bodů je 4, 8, 12. Hloubka ponoru snímače je až 10 m. Zařízení se skládá ze snímače a výkonné signalizační a řídicí jednotky, jejichž vzdálenost by při instalaci neměla přesáhnout 600 m. Práh odezvy pro propustnost světelného toku je 3–50 %.

** Regulátor úrovně typu ERSU-3 určený pro signalizaci a udržování hladiny elektricky vodivých kapalin v různých nádržích, včetně hladiny vody v parních kotlích, a hladiny agresivních kapalin v mořicích lázních ve stanovených mezích. Poplašné zařízení není určeno pro provoz v prostředí obsahujícím žíravé plyny a páru, které jsou agresivní k materiálům částí snímače (ocel 12H18N10Т, slitina VT 1-0, polyetylen, fluoroplast, slída); ve výbušném prostředí; v přítomnosti otřesů, vibrací, nárazů; ve viskózních, filmotvorných, krystalizujících médiích a médiích, která tvoří pevný povlak na elektrodě senzoru. Zařízení obsahuje reléovou jednotku a tři senzory. Dva snímače jsou určeny k udržování hladiny řízeného prostředí v provozním rozsahu a třetí slouží ke sledování polohy nouzové hladiny. Nouzový snímač hladiny, v závislosti na konkrétních podmínkách, může být instalován buď nad horní snímač hladiny nebo pod spodní snímač hladiny. Zařízení je možné použít pro samostatné ovládání spodní, střední a horní úrovně. Senzory se skládají ze dvou hlavních částí: pouzdra a elektrody ponořené do řízeného prostředí. Elektroda je elektricky izolována od pouzdra pomocí polyethylenového, fluoroplastového nebo slídového těsnění. Alarm se spustí při kontaktu s kontrolovaným prostředím.

** Indikátor hladiny typu EMSUR-2002 určený pro automatické dálkové ovládání hladiny nekrystalizujících srážených vodivých kapalin.
Signalizační zařízení obsahuje dva primární převodníky (PP-2) a vysílací reléový převodník (PPR-2). Strukturálně se PP-2 skládá z částí, které jsou ponořeny a nejsou ponořeny v řízené kapalině. Ponořená část je citlivý prvek sestávající ze tří elektrod (vysílací, přijímací a ochranné) umístěných podél podélné osy. Vysílací převodník PPR-2 obsahuje zesilovače a výstupní relé. Převodník se montuje na desku nebo rack. Principem činnosti signalizačního zařízení je fixace změny amplitudy elektrického signálu indukovaného vysílací elektrodou PP-2 na její přijímací elektrodě, kdy obě elektrody interagují s řízeným prostředím. Generátor elektrického signálu je vinutí síťového transformátoru.

Elektrické snímače hladiny kapaliny-relé (například typ DUZHE-200M, pneumatický typ DUZHP-200M) jsou navrženy tak, aby dodávaly elektrické nebo pneumatické signály, když hladina kapaliny stoupá nebo klesá vzhledem k dané značce v procesním zařízení pracujícím pod tlakem.
Snímač se skládá z těla s vestavěným magnetickým převodníkem a kontaktním zařízením a bóje upevněné na kabelu. Princip činnosti snímačů je založen na využití vztlakové síly působící na přetlačovač. Tato síla je úměrná hloubce vytlačovače v kapalině. Změna vztlaku, ke které dochází, když hladina kapaliny stoupá nebo klesá, způsobí, že se vytlačovač pohybuje proporcionálně. Spolu s bójkou se pohybuje magnetický držák s magnetem orientovaným vůči magnetu kontaktní skupiny nebo tlumiče. K sepnutí kontaktů DUZHE-200M nebo uzavření trysky DUZHP-200M dochází v důsledku interakce magnetických polí permanentních magnetů.

** В senzor DUZHP-200 M místo kontaktní skupiny jsou instalovány dvě trysky a magnetická závěrka. DUZHP-200 M je poháněn čištěným suchým vzduchem o tlaku 0,14 MPa.
Snímač DUZHP-200 M může zajistit lokální kontrolu hladiny kapaliny a dodávku pneumatického výstupního signálu na vzdálenost až 300 m.

Výstupní diskrétní pneumatický signál: při hodnotě “O” – od 0 do 0,01 MPa; s hodnotou “1” od 0,11 do 0,14 MPa.

** В senzor DUZHP-200 M místo kontaktní skupiny jsou instalovány dvě trysky a magnetická závěrka. DUZHP-200 M je poháněn čištěným suchým vzduchem o tlaku 0,14 MPa.
Snímač DUZHP-200 M může zajistit lokální kontrolu hladiny kapaliny a dodávku pneumatického výstupního signálu na vzdálenost až 300 m.

Výstupní diskrétní pneumatický signál: při hodnotě “O” – od 0 do 0,01 MPa; s hodnotou “1” od 0,11 do 0,14 MPa.

Kapacitní, indukční a radioizotopové snímače hladiny. Pro řízení hladiny kapalných, sypkých, zrnových, kusovitých materiálů a pro řízení separace dvou médií s výrazně rozdílnými relativními permitivitami jsou určeny kapacitní, indukční a radioizotopové hladinové snímače (signály). Skládají se z jednoho primárního (PP) a jednoho sekundárního (VPR-1) převodníku při ovládání jedné úrovně a dvou převodníků PP a jednoho sekundárního (VPR-2) při ovládání dvou úrovní. PP převodník je konstrukčně vyroben ve formě kapacitního nebo citlivého indukčního prvku, pouzdra a elektronické jednotky. Sekundární převodník obsahuje výstupní relé, usměrňovač a svorkovnice pro připojení vnějších obvodů.

* Kapacitní snímače – relé. Jejich práce, stejně jako kapacitní hladinoměry, je založena na skutečnosti, že dielektrická konstanta vodných roztoků solí, kyselin a zásad se liší od dielektrické konstanty vzduchu nebo vodní páry. Funkční schéma kapacitních snímačů-relé se liší od schématu znázorněného na obr. 8 tím, že signál z elektronické jednotky 3 vstupuje do reléové jednotky, která se spouští při dosažení určité úrovně signálu.

V průmyslu se nejvíce používají značky kapacitních indikátorů a indikátorů úrovně EIIU-2 a ESUVK-1.

* Princip indukční signalizační zařízení je založena na změně parametrů vysokofrekvenčního oscilačního obvodu vlivem řízeného prostředí na citlivý indukční prvek. Když se hladina řízeného prostředí přiblíží k snímacímu prvku snímače, změní se indukčnost snímacího prvku, která se převede na stejnosměrné napětí, které řídí činnost výstupního relé.

*Radioizotopová signalizační zařízení pracují na principu útlumu toku gama kvant ze zářiče řízeným materiálem. V průmyslu se používají signalizační zařízení typu SUS, GR. atd.

** Hladinové spínače typu SUS a SUS-I jsou určeny k řízení hladiny kapalných, zrnitých médií a řízení separace médií: ropných produktů – vody a dalších kapalin s výrazně odlišnými relativními dielektrickými permitivitami. Přípustné zatížení kontaktů výstupního relé není větší než 50 W při stejnosměrném napětí do 250 V a ne více než 500 V * A při střídavém napětí do 250 V, časté 50 a 60 Hz.

Fotoelektrické snímače hladiny. Automatizační systémy využívají fotoelektrické hladinové snímače určené pro dálkové sledování a signalizaci stavu hladiny aktivovaného kalu a kontrolu hladiny v usazovacích nádržích čistíren odpadních vod veřejných služeb, petrochemie, rafinace ropy, chemického průmyslu a dalších průmyslových odvětví.
Provoz zařízení je založen na metodě posuzování změny propustnosti světelného toku řízeným prostředím pomocí fotoelektrických konvertorů. V závislosti na stavu prostředí, tzn. stupeň jeho zákalu suspendovanými částicemi aktivovaného kalu, mění se propustnost světelného toku kapalinou. Tyto změny jsou vnímány citlivými prvky snímače – fotorezistory – a převáděny na příslušné elektrické signály používané pro signalizaci a řízení.

**Ukazatel hladiny aktivovaného kalu typu SUF-42 navržený pro automatizaci procesů biologického čištění odpadních vod v čistírnách různých podniků a veřejných služeb. Provozní práh propustnosti světelného toku je 3-50%. Konstrukčně je signalizační zařízení provedeno ve formě snímače, bloku signalizačního zařízení a spojovací skříňky.

Akustické snímače hladiny. Princip činnosti snímačů je založen na jevu odrazu ultrazvukového vibračního impulsu od rozhraní „plynem řízeného prostředí“. V tomto případě je mírou hladiny doba průchodu ultrazvukových vibrací od zdroje záření k řízené hranici média a zpět. Podle tohoto principu funguje například indikátor úrovně „ECHO“.

**Detektor hladiny typu Echo-2S určený pro bezdotykovou automatickou dálkovou signalizaci hladiny sypkých a kusových materiálů o zrnitosti 2-200 mm. Signalizační zařízení se skládá z akustického převodníku (AP) a převodníku převodníku (TP). AP převodník obsahuje piezoelektrický disk pracující v oscilačním režimu. Signály odražené od řízeného média jsou vnímány stejným piezoelektrickým měničem a jsou přiváděny ve formě elektrického signálu na vstup zesilovače měniče PP. V převodníku PP určuje přijatý signál okamžik, kdy kontrolovaný materiál dosáhne předem stanovené úrovně, v důsledku čehož je aktivováno výkonné výstupní relé. Relé výstupního zařízení má dva přepínací kontakty se spínací kapacitou 500 VA AC, frekvence 50 Hz, napětí do 250 V.

Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: