Pää- ja ohjelmistolaitteiden mittauslaitteiden luokittelu ja perusparametrit

Kaikissa automaattisissa ohjausjärjestelmissä, joilla mitataan säädetyn arvon poikkeama vakaan tilan arvosta, on mittauskappale, joka ei voi vain mitata poikkeaman suuruutta ja etumerkkiä, vaan myös muuntaa tämän poikkeaman muotoon, joka on kätevä jatkokäyttöön järjestelmässä. automaattiseen ohjaukseen.

Säädeltyjen suureiden fyysinen luonne on hyvin monimuotoinen, joten myös mittauselimet ovat erilaisia. Useimmissa tapauksissa mittauslaitteen ulostulo on kuitenkin joko mekaaninen suure (siirtymä, voima) tai sähköinen suure (jännite, virta, sähkövastus, kapasitanssi, induktanssi, vaihesiirto jne.).

Automaattisissa ohjausjärjestelmissä käytettäville mittalaitteille asetetaan seuraavat vaatimukset:

• toimintavarmuus kaikissa olosuhteissa, joita voidaan kohdata hallitussa teknologisessa prosessissa,

• vaadittava herkkyys

• sallitut mitat ja paino,

• vaadittua vauhtia,

• alhainen herkkyys ulkoisille vaikutuksille,

• ei vaikuta tekniseen prosessiin eikä mitattuun arvoon,

• yksiselitteisiä viitteitä,

• vakautta ajan myötä,

• tulo- ja lähtösignaalien sovittaminen muihin signaaleihin automaatioelementtejä.

Sähkösuureet ovat helpoimmin mitattavissa, joten monissa tapauksissa ei-sähköisiä suureita mitattaessa suoritetaan mittauskappaleen kanssa erityinen laite (anturi), joka muuntaa ei-sähköisen suuren mittauskappaleen sisääntulossa. sähköiseksi suureksi sen lähdössä. Tällaisia ​​mittalaitteita kutsutaan antureiksi.

Pääsääntöisesti mittauselementin, anturin ja herkän elementin käsitteiden välillä ei tehdä eroa (sukunimi löytyy usein myös automaattiohjausta käsittelevästä kirjallisuudesta).

Yleisimmät ovat sähköanturit, eli mittalaitteet, joissa mitattu ei-sähköinen suuruus muunnetaan sähköiseksi. Näiden antureiden rakenne riippuu mitatun suuren fysikaalisesta luonteesta ja sen poikkeaman mittaamiseen käytetystä periaatteesta.

Mittauslaitteiden luokittelu tapahtuu mitatun arvon nimen mukaan: tason, paineen, lämpötilan, nopeuden, jännitteen, virran, virtausnopeuden, valaistuksen, kosteuden jne. mittauslaitteet.

Anturit luokitellaan: ensinnäkin mitatun arvon nimen mukaan ja toiseksi parametrin mukaan, jolla mittalaitteen signaalit muunnetaan, esimerkiksi kapasitiiviset tasoanturit, induktiiviset paineanturit, reostaattilämpötila-anturit jne.

Mukavuuden vuoksi harkittua luokittelua käytettäessä yksi nimistä on yleensä jätetty pois, koska samaa anturia voidaan käyttää erilaisten ei-sähköisten suureiden mittaamiseen.

Antureiden perusparametrit

Mittauskappaleen (anturin) pääparametrit, jotka kuvaavat sitä, ovat:

• herkkyys

• inertia.

Anturin herkkyyttä kutsutaan muutossuhteeksi Δy ohjatuksi muuttujaksi Δx-tulomäärän muuttamiseksi:

K = Δg/ΔNS

Automaattisissa ohjausjärjestelmissä tätä suhdetta kutsutaan myös järjestelmä- tai linkkivahvistukseksi (jos linkki otetaan huomioon).

Näin ollen mittauselementin herkkyys vastaa sen vahvistusta.

Mittauskappaleen (anturin) hitaus määrää myös sen käyttömahdollisuudet automaatiojärjestelmissä, koska se aiheuttaa tietyn viiveen säädettävän parametrin arvon mittaamisessa tietyllä hetkellä. Viive voi johtua osien massasta, lämpöinertiasta, induktanssista, kapasitanssista ja muista anturin elementeistä.

Automaattisen ohjausjärjestelmän dynaamisia ominaisuuksia tutkittaessa mittauskappaleen inertialla on sama rooli kuin minkä tahansa muun automaatiojärjestelmän elementin inertiaominaisuuksilla. Siksi anturin valinnassa on kiinnitettävä huomiota paitsi sen herkkyyteen, myös sen vauhtiin.