75423

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення...

Украинкский

2015-01-12

480 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 20

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори.

Бінарні сенсори Бінарні сенсори характеризуються двозначним вихідним сигналом, наприклад, сигналом, який приймає значення увімкнено/вимкнено, сигналом напруги О B /10 B струмовим сигналом О тА /20 піА. Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення, бінарний сигнал знову змінює своє значення (двозначний сигнал). Різниця значення аналогового сигналу в точках зміни значення (перемикання) бінарного сигналу називається гістерезисом (рис.20.1). Всі бінарні сенсори мають гістерезис.

Рис.20.1. Гістерезис перемикання.

Тактильний сенсор інформує про зіткнення з зовнішнім предметом (доторкання), наприклад стиковий кінцевий вимикач з пружинним стрижнем (рис.20.2.).

Рис.20.2. Тактильний сенсор.

Пружинний стрижень закріплений за допомогою кулькового коліна і при дотику викликає перемикання контактів. Тактильні сенсори застосовуються, наприклад на транспортних стрічках для виявлення на них наявності предметів.

Безконтактні сенсори наближення з електронним генеруванням вихідного сигналу працюють без рухомої механічної частини і тому не зношуються. Основними безконтактними сенсорами наближення є індуктивні, ємнісні та оптичні сенсори.

Індуктивні сенсори наближення реагують при наближенні до котушки сенсора металевих предметів (Рис.20.3.). Під впливом металу в коливному контурі, який містить котушку сенсора гасяться коливання, тобто амплітуда коливань значно змінюється.   За допомогою під'єднаних підсилювача і електронного порогового перемикача   формуються бінарні вихідні сигнали. Індуктивні сенсори наближення для дуже малих віддалей наближення мають діаметр біля 4 мм, для віддалей наближення до біля 80 мм — діаметр до 80 мм.

Рис.20.3. Індуктивні сенсори наближення.

Ці елементи невразливі на пилюку, бруд та вібрації. Реагують на всі металеві предмети. Частота перемикань досягає 3000 перемикань на секунду, а повторюваність показань становить біля 1%. Індуктивні сенсори наближення застосовуються, наприклад, як сигнальні перемикачі кінцевого положення столів верстатів, а також для виявлення,  порівняння або сортування деталей в виробничих лініях.

Ємнісні сенсори наближення влаштовані так само, як і індуктивні сенсори. Вихідний сигнал змінюється в результаті зміни частоти коливань контуру осцилятора, спричиненої зміною діелектрика поблизу конденсатора сенсора. За допомогою ємнісних сенсорів наближення виявляються предмети зі скла, кераміки, синтетики, деревини, каміння, паперу, а також наявність оливи, води або цементу.

Оптичні сенсори наближення працюють як рефлексні сенсори з використанням пульсуючого інфрачервоного випромінювання. При наближенні предмету генероване, діодом пульсуюче інфрачервоне випромінювання відбивається від нього і приймається фототранзистором (рис.20.4).

Рис.20.4. Оптичний сенсор наближення

Рис.20.5. Приклади застосування оптичних сенсорів наближення.

Пульсуюче випромінювання застосовується з метою виключення можливості завад від іншого світла. Електронна приймальна система реагує тільки на світло, яке пульсує з постійною частотою. Щоб можна було використовувати оптичні сенсори в дуже малих пристроях, наприклад, в мікроприводах, висилане і відбиране випромінювання пересилається тонкими, гнучкими світлопроводами з скляного волокна. Оптичні сенсори наближення часто використовуються в транспортних пристроях і на монтажних установках (рис.20.5).

Бінарні сенсори температури часто будуються як біметалеві перемикачі (рис.20.6). Біметалева стрічка, яка складається з двох металів з різними коефіцієнтами теплового розширення, вигинається під час нагрівання і розриває контакт.

Рис.20.6. Бінарні сенсори температури.

Крім біметалів для формування ефекту перемикання використовуються так звані метали з пам'яттю вигляду. Це матеріали, які по-різному, залежно від температури можуть  приймати  різні  стани або вигляд, наприклад, дві різні довжини. У визначеному, дуже вузькому діапазоні температури, змінюють структуру, наприклад, з аустеніту в мартенсит і залежно від тих структур набувають різного вигляду.

Бінарні сенсори температури застосовуються для охорони від теплового перевантаження і для двоступеневого регулювання температури в електричних опалювальних пристроях, наприклад, в кухонних плитах, прасках, для регулювання температури в приміщеннях або для захисту від перенавантаження в ручних свердлильних верстатах.

Цифрові сенсори - це пристрої, які генерують інформацію про значення величини, вимірюваної у вигляді числа, наприклад, довжини відрізка шляху, часового відтинку або про величину енергії. Часто сигнали аналогових сенсорів перетворюються в цифрові сигнали за допомогою відповідних перетворювачів і використовуються в спеціальних застосуваннях, наприклад, сенсори образу, які можуть автоматично оцінювати поверхню матеріалів.

Питання для контролю і засвоєння

1.  Який принцип утворення сигналів в тактильних сенсорах?

2.  Прошу описати принцип дії бінарних індуктивних сенсорів наближення.

3.  Прошу згадати інші види бінарних сенсорів наближення.

4.  Що таке цифровий сенсор? Принцип дії.

5. Принцип дії безконтактних сенсорів наближення.

6. Принцип дії оптичних сенсорів наближення. Де їх використовують?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21436. ПРЕДМЕТ ИСПОЛНЕНИЯ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА 21.06 KB
  Особые требования предъявляются к денежным обязательствам Статья 317 ГК: они д. оплачено в рублях за исключением установленными ЦБ РФ Особо важно учитывать инфляционные процессы в тех случаях когда они направлены на содержание гражданина Статья 318 ГК: сумма выплачиваемая по ДО непосредственно на содержание гражданина возмещение вреда по договору пожизненного содержания индексируется по уровню инфляции в порядке и...
21437. ГРАЖДАНСКО-ПРАВОВАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 22.54 KB
  В результате совершенного правонарушения должны наступать такие отрицательные последствия на правонарушителя которые в дальнейшем способны предотвращать правонарушения; в качестве таких отрицательных последствий могут выступать либо лишения личного характера арест либо лишения имущественного характера конфискация неустойка штраф возмещение убытков ЮО это последствия совершенного правонарушения которое выражается в нежелательных для правонарушителя лишений личного...
21438. ТЕОРИЯ ПРИЧИННОЙ СВЯЗИ 16.29 KB
  Частный интерес потерпевшего в ГП состоит не в том чтобы подвергнуть нарушителя лишениям личностного характера а чтобы восполнить потери которые он понес ГПО это всегда ответственность одного субъекта ГП перед другим субъектом ГП этим отличается от АПО Черта обусловлена тем что ГП регулирует оо в целях удовлетворения частных интересов участников этих отношений а частные интересы участников...
21439. ВИНА 20.36 KB
  Вина имеет место тогда когда из поведения лица видно что это лицо либо желало совершить правонарушение либо не проявило ту степень заботливости и осмотрительности которое требовалось от него по характеру обязательства и условиям оборота для предотвращения правонарушения Иной подход к понятию вины: Вина никакого отношения к психическим процессам не имеет Суханов Ветрянский: вина должника имеет место тогда когда он не исполняет...
21440. Понятие об устойчивости решений дифференциальных уравнений 673 KB
  Исследование на устойчивость некоторого решения Системы уравнений 1 может быть сведено к исследованию на устойчивость тривиального решения точки покоя расположенной в начале координат. расположенной в начале координат точки покоя системы уравнений. Сформулируем условия устойчивости в применении к точке покоя . Точка покоя системы 5 устойчива в смысле Ляпунова если для каждого  можно подобрать  такое что из...
21441. Замечания по поводу классификации точек покоя 340.5 KB
  Следовательно при достаточно большом t точки траекторий начальные значения которых находятся в любой окрестности начала координат попадают в сколь угодно малую окрестность начала координат а при неограниченно приближаются к началу координат т. точки расположенные в начальный момент в окрестности начала координат при возрастании t покидают любую заданную окрестность начала координат т. Если существует дифференцируемая функция называемая функцией Ляпунова удовлетворяющая в окрестности начала координат условиям: 1 причем...
21442. Исследование на устойчивость по первому приближению 209.5 KB
  Напомним что исследование на устойчивость точки покоя системы 1 эквивалентно исследованию на устойчивость некоторого решения системы дифференциальных уравнений 2 т. при правые части системы 1 обращаются в нуль:. Будем исследовать на устойчивость точку покоя линейной системы 5 называемой системой уравнений первого приближения для системы 4. система 1 стационарна в первом приближении то исследование на...
21443. Дифференциальные уравнения с частными производными первого порядка 170 KB
  Линейным неоднородным уравнением или квазилинейным уравнением I порядка в частных производных называется уравнение вида: . 2 Это уравнение линейно относительно производных но может быть нелинейным относительно неизвестной функции Z. Если а коэффициенты Xi не зависят от z то уравнение 2 называется линейным однородным.
21444. Дифференциальные уравнения векторных линий 218 KB
  Выделим из двухпараметрического семейства векторных линий называемых характеристиками уравнения 3 или 6 предыдущей лекции PxyzQxyz=Rxyz3 6 произвольным способом однопараметрическое семейство устанавливая какуюнибудь произвольную непрерывную зависимость между параметрами С1 и С2 . Тем самым найден интеграл квазилинейного уравнения 3 предыдущей лекции зависящий от произвольной функции. Если требуется найти не произвольную векторную поверхность поля а поверхность проходящую через заданную линию...