ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Промышленной электроникой называются устройства, которые осуществляют измерение и запись таких параметров, как линейные и угловые отклонения, скорость, ускорение, деформация, глубина жидкости (уровень), расход жидкости, электропроводность жидкости, масса, сила, давление, температура, влажность, интенсивность света и многое другое. Процесс измерения всех этих переменных величин заключается в том, что датчики преобразуют их в электрический сигнал. В некоторых случаях датчики сразу выдают цифровые сигналы, но чаще всего вырабатывают аналоговые электрические сигналы, которые на следующем этапе конвертируются в цифровые. Запись этих значений называется регистрацией данных.

Примером датчика углового положения является давно известный прибор — поворотный делитель напряжения (потенциометр). На цилиндре есть дорожка с резистивной углеродной пленкой. Если цилиндр вращается, а к концам дорожки подключить напряжение, то скользящий контакт снимает электрический сигнал с напряжением, зависящим от угла поворота вала.

Еще одно устройство — сельсин — тоже используется как датчик угла поворота. Принцип его действия аналогичен электродвигателю переменного тока. У него также есть статор и ротор. Величина индуцируемого напряжения зависит от позиции (угла поворота) ротора относительно статора. Таким образом, сельсин выдает аналоговый электрический сигнал, соответствующий углу поворота.

Существует еще один принцип определения углового смещения. На вал крепится диск с отверстиями по окружности одного радиуса и на одинаковом расстоянии друг от друга. С одной стороны диска помещается небольшая лампочка, а с другой — фоточувствительное устройство, например фотодиод. Когда диск вращается, свет от лампочки проходит через каждое отверстие, включая или отключая фотодиод. В цепи фотодиода при этом формируются импульсы напряжения. Подсчитав количество импульсов за определенный период времени, можно определить угол поворота вала за это время. Такой датчик определяет угол поворота только относительно начального положения. Если задействовать вторую пару лампочка - фотодиод, появится возможность определить и направление вращения. Конечно, выходной сигнал этого датчика — цифровой. Датчик такого типа применяется в компьютерной мышке при определении ее положения. Датчики для определения любых других физических параметров бывают и аналоговыми, и цифровыми.

Задание 1.6

Назовите виды датчиков угла поворота, указав при этом, какие из них аналоговые, какие цифровые.

Подумайте, по какому принципу функционируют следующие датчики: аналоговый датчик уровня жидкости, аналоговый датчик скорости и цифровой датчик силы.