Klassifisering og grunnleggende parametere for måleenheter for hoved- og programvareenheter

Ethvert automatisk kontrollsystem for måling av avviket til den kontrollerte verdien fra steady-state verdien har et målelegeme som ikke bare kan måle størrelsen og tegnet på avviket, men også konvertere dette avviket til en form som er praktisk for videre bruk i systemet for automatisk kontroll.

Den fysiske naturen til de regulerte mengdene er svært mangfoldig, derfor er også måleorganene forskjellige. I de fleste tilfeller vil imidlertid utgangen fra måleanordningen enten være en mekanisk størrelse (forskyvning, kraft) eller en elektrisk størrelse (spenning, strøm, elektrisk motstand, kapasitans, induktans, faseforskyvning osv.).

Følgende krav stilles til måleenheter som brukes i automatiske kontrollsystemer:

• driftssikkerhet under alle forhold som kan oppstå i en kontrollert teknologisk prosess,

• den nødvendige følsomheten

• tillatte dimensjoner og vekt,

• nødvendig fart,

• lav følsomhet for ytre påvirkninger,

• har ingen innflytelse på den teknologiske prosessen og på den målte verdien,

• utvetydige indikasjoner,

• stabilitet over tid,

• matche inngangs- og utgangssignaler med andre signaler automatiseringselementer.

Elektriske størrelser er enklest å måle, derfor, i mange tilfeller, ved måling av ikke-elektriske mengder, utføres en spesiell enhet (transduser) sammen med målelegemet, som konverterer den ikke-elektriske mengden ved inngangen til målelegemet til en elektrisk størrelse ved utgangen. Slike måleapparater kalles sensorer.

Som regel skilles det ikke mellom begrepene et måleelement, en sensor og et sensitivt element (etternavnet finnes også ofte i litteraturen om automatisk kontroll).

De vanligste er elektriske sensorer, det vil si måleenheter med konvertering av en målt ikke-elektrisk mengde til en elektrisk. Konstruksjonen av disse sensorene avhenger av den fysiske naturen til den målte mengden og prinsippet som brukes for å måle avviket.

Klassifiseringen av måleenheter utføres i henhold til navnet på verdien de måler: måleenheter for nivå, trykk, temperatur, hastighet, spenning, strøm, strømningshastighet, belysning, fuktighet, etc.

Sensorer er klassifisert: for det første etter navnet på den målte verdien og for det andre etter parameteren der signalene til måleenheten konverteres, for eksempel kapasitive nivåsensorer, induktive trykksensorer, reostattemperatursensorer, etc.

For enkelhets skyld ved bruk av den vurderte klassifiseringen utelates som regel ett av navnene, siden den samme sensoren kan brukes til å måle forskjellige ikke-elektriske mengder.

Grunnleggende parametere for sensorene

Hovedparametrene til målelegemet (sensoren) som karakteriserer det er:

• følsomhet

• treghet.

Sensorfølsomhet kalles endringsrelasjonen Δy kontrollert variabel for å endre Δx inngangsmengde:

K = Δg/ΔNS

I automatiske kontrollsystemer kalles dette forholdet også system- eller lenkeforsterkning (hvis en kobling vurderes).

Dermed samsvarer følsomheten til måleelementet dets forsterkning.

Tregheten til målelegemet (sensoren) bestemmer også mulighetene for dets anvendelse i automasjonssystemer, da det forårsaker en viss forsinkelse i å måle verdien av den kontrollerte parameteren på et gitt tidspunkt. Forsinkelsen kan være forårsaket av massen til delene, termisk treghet, induktans, kapasitans og andre elementer i selve sensoren.

Når man studerer de dynamiske egenskapene til et automatisk kontrollsystem, spiller tregheten til målelegemet samme rolle som treghetsegenskapene til et hvilket som helst annet element i automatiseringssystemet. Derfor, når du velger en sensor, er det nødvendig å ta hensyn ikke bare til dens følsomhet, men også til dens momentum.