Phân loại và các thông số cơ bản của thiết bị đo của thiết bị chính và phần mềm

Bất kỳ hệ thống điều khiển tự động nào để đo độ lệch của giá trị được kiểm soát so với giá trị trạng thái ổn định đều có thân máy đo không chỉ có thể đo độ lớn và dấu hiệu của độ lệch mà còn chuyển đổi độ lệch này thành dạng thuận tiện để sử dụng tiếp trong hệ thống để điều khiển tự động.

Bản chất vật lý của các đại lượng cần điều chỉnh rất đa dạng nên cơ quan đo cũng rất đa dạng. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, đầu ra của thiết bị đo sẽ là đại lượng cơ học (độ dịch chuyển, lực) hoặc đại lượng điện (điện áp, dòng điện, điện trở, điện dung, độ tự cảm, độ lệch pha, v.v.).

Các yêu cầu sau đây được áp dụng cho các thiết bị đo được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động:

• độ tin cậy trong hoạt động trong mọi điều kiện có thể gặp phải trong một quy trình công nghệ được kiểm soát,

• độ nhạy cần thiết

• kích thước và trọng lượng cho phép,

• động lượng cần thiết,

• độ nhạy thấp với các tác động bên ngoài,

• không ảnh hưởng đến quy trình công nghệ và giá trị đo được,

• dấu hiệu rõ ràng,

• ổn định theo thời gian,

• kết hợp tín hiệu đầu vào và đầu ra với các tín hiệu khác yếu tố tự động hóa.

Đại lượng điện là dễ đo nhất, do đó, trong nhiều trường hợp, khi đo đại lượng phi điện, một thiết bị đặc biệt (đầu dò) được thực hiện cùng với thân đo, giúp chuyển đổi đại lượng phi điện ở đầu vào của thân đo. thành một đại lượng điện ở đầu ra của nó. Các thiết bị đo lường như vậy được gọi là cảm biến.

Theo quy định, không có sự phân biệt giữa các khái niệm về phần tử đo lường, cảm biến và phần tử nhạy cảm (tên cuối cùng cũng thường được tìm thấy trong tài liệu về điều khiển tự động).

Phổ biến nhất là các cảm biến điện, nghĩa là các thiết bị đo lường với việc chuyển đổi một đại lượng phi điện được đo thành một đại lượng điện. Cấu trúc của các cảm biến này phụ thuộc vào bản chất vật lý của đại lượng được đo và nguyên tắc được sử dụng để đo độ lệch của nó.

Việc phân loại các thiết bị đo được thực hiện theo tên của giá trị mà chúng đo: thiết bị đo mức, áp suất, nhiệt độ, tốc độ, điện áp, dòng điện, tốc độ dòng chảy, độ chiếu sáng, độ ẩm, v.v.

Các cảm biến được phân loại: thứ nhất, theo tên của giá trị đo được và thứ hai, theo tham số mà tín hiệu của thiết bị đo được chuyển đổi, ví dụ: cảm biến mức điện dung, cảm biến áp suất cảm ứng, cảm biến nhiệt độ biến trở, v.v.

Để thuận tiện khi sử dụng phân loại được xem xét, theo quy định, một trong các tên được bỏ qua, vì cùng một cảm biến có thể được sử dụng để đo các đại lượng phi điện khác nhau.

Các thông số cơ bản của cảm biến

Các thông số chính của cơ thể đo (cảm biến) đặc trưng cho nó là:

• nhạy cảm

• quán tính.

Độ nhạy cảm biến được gọi là quan hệ thay đổi biến kiểm soát Δy để thay đổi đại lượng đầu vào Δx:

K = Δg /ΔNS

Trong các hệ thống điều khiển tự động, tỷ lệ này còn được gọi là hệ thống hoặc liên kết đạt được (nếu một liên kết được xem xét).

Do đó, độ nhạy của phần tử đo phù hợp với mức tăng của nó.

Quán tính của cơ thể đo (cảm biến) cũng xác định khả năng ứng dụng của nó trong các hệ thống tự động hóa, vì nó gây ra độ trễ nhất định trong việc đo giá trị của tham số được điều khiển tại một thời điểm nhất định. Độ trễ có thể do khối lượng của các bộ phận, quán tính nhiệt, điện cảm, điện dung và các yếu tố khác của chính cảm biến gây ra.

Khi nghiên cứu các đặc tính động của hệ thống điều khiển tự động, quán tính của cơ thể đo đóng vai trò giống như các đặc tính quán tính của bất kỳ phần tử nào khác của hệ thống tự động hóa. Do đó, khi chọn một cảm biến, không chỉ cần chú ý đến độ nhạy mà còn cả động lượng của nó.