Ohmické snímače jsou zařízení, která lze považovat za snímače posunu.
Za takový snímač lze považovat i reostat. Mnoho odborníků uvádí, že pokud posunete jezdec reostatu, pak se v tomto případě může změnit jeho odpor. Zde lze pohyb posuvníku považovat za vstupní hodnotu a hodnota ohmického reostatu zahrnutého v síti bude výstupní hodnotou. Při návrhu snímače reostatického typu musí existovat i určitá jednoznačná závislost.
Prvky reostatického senzoru
Pokud tento produkt zvážíme podrobněji, můžeme pochopit, že se skládá z následujících prvků:
- rám.
- Odpor ve formě vinutí, které se skládá z drátu.
- Pohyblivý kartáč, který klouže po odporovém povrchu.
Nyní mohou mít reostatické senzory 2 typy:
- S plynulým víceotáčkovým vinutím.
- S děleným vinutím.
U snímačů, které budou mít při pohybu kartáče úsekový odpor, dojde ke skokové změně odporu. Pokud bude mít snímač plynulé vinutí, pak v tomto případě bude změna odporu plynulá.
Výhody dělených odporových snímačů
Hlavní výhodou ohmických snímačů tohoto typu je, že umožňují pracovat s vysokými proudy. Toho bylo dosaženo díky skutečnosti, že práce kontaktů bude probíhat v příznivém režimu. Charakteristika lineárního reostatického senzoru může mít následující podobu:
- Rx= (R : L)x, kde:
- Rx – odpor, který bude součástí obvodu.
- L je celková délka vinutí.
- R je impedance vinutí.
- X – pohyb štětce.
Pokud je reostatický senzor následně připojen přes obvod potenciometru, bude nazýván potenciometrickým senzorem.
Pokud jste zvážili schéma zapojení, které je uvedeno výše, možná jste si všimli, že zde bude množství napětí, které bude odstraněno z reostatu, záviset na poloze motoru. Pokud je tedy jezdec potenciometru v krajní levé poloze, pak napětí Ux, které z něj budou odstraněny, bude minimální. Pokud se motor pohybuje doprava, pak se v tomto případě napětí postupně zvýší. Zde si také můžete přečíst o správném uzemnění v soukromém domě.
Napětí na voltmetru V bude umístěno v lineárním vztahu s polohou jezdce potenciometru.
Strukturálně lze dnes reostatické senzory provádět jako senzory úhlových a lineárních posuvů.
Ohmické senzory jsou poměrně jednoduché. Jsou považovány za docela spolehlivé, a proto široce používané v technologii. Zde budou použity jako elektrické snímače mechanických posunů. Chybu reostatických senzorů lze poměrně snadno určit. Bude stanoveno:
- Stupňovaný odpor.
- Změna odporu vinutí s teplotou.
- Nepřesnost technologického postupu.
Snímač síly uhlíku
Pro měření vyvinutého úsilí se doporučuje použít speciální uhlíkový senzor. Lze to přičíst i skupině ohmických snímačů. S ním budete mít úžasnou příležitost převést na něj přenášenou elektrickou odporovou sílu. Uhlíkový senzor bude sestaven z grafitových disků ve sloupci.
Na konci sloupů budou kontaktní kotouče a také zarážky, kterými bude na kotouče přenášen tlak. Elektrický odpor uhlíkového snímače se bude skládat z odporu kotoučů a dalších přechodových přechodových odporů. Velikost přechodového přechodového odporu závisí na velikosti tlakové síly. V souladu s tím, čím větší je tlaková síla, tím menší bude odpor.
Nyní přesně znáte strukturu ohmických snímačů a také princip jejich činnosti. Doufáme, že tyto informace byly užitečné a zajímavé.
Senzor je zařízení, které převádí vstupní akci libovolné fyzikální veličiny na signál vhodný pro další použití.
Ohmické (odporové) snímače – zařízení, jejichž princip činnosti je založen na změně jejich činného odporu se změnou délky I, plochy průřezu S nebo měrného odporu p.
Dále se využívá závislost hodnoty aktivního odporu na kontaktním tlaku a osvětlení fotočlánků. V souladu s tím jsou ohmické snímače rozděleny do skupin:
- Kontakt;
- potenciometrické (reostatické);
- tenzometr;
- termistor;
- fotorezistentní.
Kontaktní senzory – jedná se o nejjednodušší typ odporových snímačů, které převádějí pohyb primárního prvku na náhlou změnu odporu elektrického obvodu. Pomocí kontaktních senzorů měří a řídí síly, posuny, teplotu, velikosti předmětů, řídí jejich tvar atd. Mezi kontaktní senzory patří:
- pojezdové a koncové spínače;
- kontaktní teploměry;
- elektrodové snímače používané především k měření mezních hladin elektricky vodivých kapalin.
Kontaktní senzory může pracovat jak na stejnosměrný, tak na střídavý proud. V závislosti na mezích měření mohou být kontaktní snímače jednolimitní a vícelimitní. Ty se používají k měření hodnot, které se výrazně liší, zatímco části rezistoru R zahrnuté v elektrickém obvodu jsou sériově zkratovány.
Nevýhodou kontaktních snímačů je obtížnost nepřetržitého monitorování a omezená životnost kontaktního systému. Ale kvůli extrémní jednoduchosti těchto senzorů jsou široce používány v automatizačních systémech.
Reostatické senzory jsou rezistor s proměnným odporem. Vstupní hodnotou snímače je pohyb kontaktu a výstupní hodnotou je změna jeho odporu. Pohyblivý kontakt je mechanicky spojen s předmětem, jehož posunutí (úhlové nebo lineární) má být transformováno.
Nejrozšířenější je potenciometrický obvod pro zapínání snímače reostatu, ve kterém se reostat zapíná podle obvodu děliče napětí. Dělič napětí je elektrické zařízení pro rozdělování stejnosměrného nebo střídavého napětí na části.
Dělič napětí umožňuje odstranit (použít) pouze část dostupného napětí prostřednictvím prvků elektrického obvodu sestávajícího z rezistorů, kondenzátorů nebo induktorů. Nazývá se proměnný rezistor zapojený podle obvodu děliče napětí potenciometr.
Typicky se snímače reostatu používají v mechanických měřicích přístrojích pro převod jejich naměřených hodnot na elektrické veličiny (proud nebo napětí), například v plovákových měřičích hladiny kapalin, různých tlakoměřích.
Snímač ve formě jednoduchého reostatu se téměř nepoužívá pro výraznou nelinearitu jeho statické charakteristiky In = f(x), kde In je proud v zátěži.
Výstupní hodnotou takového snímače je úbytek napětí Uout mezi pohyblivým a jedním z pevných kontaktů. Výstupní napětí versus výtlak х kontaktujte Uout = f(x) odpovídá zákonu změny odporu podél potenciometru. Zákon rozložení odporu po délce potenciometru, určený jeho konstrukcí, může být lineární nebo nelineární.
Potenciometrické snímače, což jsou konstrukčně proměnlivé odpory, se vyrábí z různých materiálů – drát vinutí, kovové fólie, polovodiče atd.
Tenzometry (tenzometry) se používají k měření mechanických namáhání, malých deformací, vibrací. Působení tenzometrů je založeno na tenzorefektu, který spočívá ve změně aktivního odporu materiálů vodičů a polovodičů vlivem sil na ně působících.
Teploměrné senzory (termistory) – odpor závisí na teplotě. Termistory se používají jako senzory dvěma způsoby.
Metoda 1. Teplota termistoru je určena prostředím; proud procházející termistorem je tak malý, že termistor nezahřívá. Za těchto podmínek se termistor používá jako teplotní senzor a často se označuje jako “odporový teploměr”.
Metoda 2. Teplota termistoru je určena stupněm zahřátí konstantním proudem a podmínkami chlazení. V tomto případě je ustálená teplota určena podmínkami přenosu tepla povrchu termistoru (rychlostí prostředí – plyn nebo kapalina – vzhledem k termistoru, jeho hustota, viskozita a teplota), takže termistor lze použít jako snímač rychlosti proudění, okolní tepelné vodivosti, hustoty plynu atd. P.
U snímačů tohoto druhu dochází k jakési dvoustupňové přeměně: naměřená hodnota se nejprve převede na změnu teploty termistoru, která se následně převede na změnu odporu.
Termistory jsou vyrobeny jak z čistých kovů, tak z polovodičů. Materiál, ze kterého jsou takové snímače vyrobeny, musí mít vysoký teplotní koeficient odporu, pokud možno lineární závislost odporu na teplotě, dobrou reprodukovatelnost vlastností a inertnost vůči okolním vlivům. Všechny tyto vlastnosti v největší míře splňuje platina; v trochu menším – mědi a niklu.
Polovodičové termistory (termistory) mají ve srovnání s kovovými termistory vyšší citlivost.
