1. Типы электрических датчиков

Электрические датчики относятся к наиболее важным элементам систем автоматики. С помощью датчиков контролируемая или регулируемая величина преобразуется в сигнал, в зависимости от изменения которого и протекает весь процесс регулирования. Наибольшее распространение в автоматике получили датчики с электрическим выходным сигналом. Объясняется это прежде всего удобством передачи электрического сигнала на расстояние, его обработки и возможностью преобразования электрической энергии в механическую работу. Кроме электрических распространение получили механические, гидравлические и пневматические датчики.

Входным сигналом датчиков могут быть самые различные физические величины: механическое перемещение, скорость, сила, температура, давление, расход, влажность и др. В зависимости от вида входного сигнала различают датчики перемещения, скорости, силы, температуры и др. Это электрические датчики неэлектрических величия. При автоматизации электросетей и электроустановок возникает необходимость в получении сигналов, соответствующих току, напряжению, мощности и другим электрическим величинам. Для этого используют датчики тока, напряжения, мощности и др. В них одна электрическая величина — входной сигнал — преобразуется в другую электрическую величину — выходной сигнал.

По характеру формирования электрического выходного сигнала электрические датчики делятся на параметрические (пассивные) и генераторные (активные). В параметрических датчиках изменение входного сигнала вызывает соответствующее изменение какого-либо параметра электрической цепи (активного сопротивления, индуктивности, емкости). Генераторные датчики являются источниками электрической энергии, зависящей от входного сигнала.

Примем классификацию электрических датчиков в зависимости от принципа действия или метода, используемого при преобразовании входного сигнала в электрический выходной сигнал. В соответствии с этим электрические датчики подразделяют на контактные, потенциометрические, тензометрические, электромагнитные, пьезоэлектрические, емкостные, термоэлектрические, струнные, фотоэлектрические, ультразвуковые и др. Надо отметить, что этот ряд непрерывно расширяется — все новые и новые физические явления используются для преобразования входных сигналов с развитием науки, техники, технологии, появлением новых материалов.

По характеру изменения выходного сигнала различают датчики непрерывного (аналогового) и дискретного типа.

Независимо от значения и типа ко всем электрическим датчикам предъявляются определенные технические требования. Основными из них являются надежность, точность, чувствительность, быстродействие, минимальные габариты, масса.

Датчики различают также по диапазону изменения входного сигнала. Например, одни электрические датчики температуры предназначены для измерения температуры от 0 до 100 °С, а другие — от 0 до 1600 °С. Очень важно, чтобы диапазон изменения выходного сигнала был при этом одинаков (унифицирован) для разных приборов. Унификация выходных сигналов датчиков позволяет использовать общие усилительные и исполнительные элементы для самых разных систем автоматики. В нашей стране такая унификация проведена путем создания Государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП). Унификация элементов и блоков ГСП ускоряет процесс проектирования и изготовления систем автоматики, повышает технологичность конструкций, упрощает комплектацию, монтаж и эксплуатацию автоматических систем. Иными словами, применение элементов и блоков ГСП для систем автоматики экономически выгодно.