Czujnik to ogólne określenie urządzeń lub urządzeń, które mogą być mierzone i przekształcane w użyteczne sygnały wyjściowe zgodnie z określonymi regułami, zwykle złożonymi z wrażliwych komponentów i komponentów konwersji. Gdy wyjściem czujnika jest określony sygnał standardowy, nazywa się to nadajnikiem.
Pojęcie nadajnika to przyrząd, który przekształca niestandardowe sygnały elektryczne w standardowe sygnały elektryczne, a czujnik to urządzenie, które przekształca sygnały fizyczne w sygnały elektryczne. W przeszłości używano sygnałów fizycznych, ale teraz dostępne są inne sygnały. Podstawowy przyrząd odnosi się do przyrządu pomiarowego na miejscu lub podstawowego miernika kontrolnego, a przyrząd wtórny odnosi się do przyrządu, który wykorzystuje główny sygnał miernika do wykonywania innych funkcji: takich jak sterowanie, wyświetlanie i inne funkcje.
Czujniki i przetworniki to koncepcje przyrządów termicznych. Czujnik przetwarza nieelektryczne wielkości fizyczne, takie jak temperatura, ciśnienie, poziom cieczy, materiał, charakterystyka gazu itp. na sygnały elektryczne lub wysyła bezpośrednio wielkości fizyczne, takie jak ciśnienie, poziom cieczy itp. do przetwornika.
Nadajnik jest źródłem sygnału, które wzmacnia słaby sygnał elektryczny zebrany przez czujnik w celu przesłania lub uruchomienia elementu sterującego lub przekształca nieelektryczny sygnał wejściowy z czujnika w sygnał elektryczny i wzmacnia go w celu zdalnego pomiaru i sterowania. W razie potrzeby wielkość analogową można również przekonwertować na wielkość cyfrową. Czujnik i nadajnik razem tworzą automatycznie sterowane źródło sygnału monitorowania. Różne wielkości fizyczne wymagają różnych czujników i odpowiednich przetworników. Istnieje również przetwornik, który nie przetwarza wielkości fizycznych na sygnały elektryczne, taki jak „przetwornik różnicy ciśnień” wodowskazu kotłowego. Po obu stronach mieszka przetwornika różnica ciśnień po obu stronach mieszka napędza mechaniczne urządzenie wzmacniające wskazujące poziom wody za pomocą wskaźnika. Oczywiście są też takie, które przekształcają wielkości analogowe elektryczne na wielkości cyfrowe, które można również nazwać nadajnikami. Powyższe jest tylko koncepcyjną ilustracją różnicy między czujnikiem a nadajnikiem.
Charakterystyka różnych czujników
Po pierwsze, definicja czujnika
Krajowa norma GB7665-87 definiuje czujnik jako: „Urządzenie lub urządzenie, które może wykryć określony pomiar i przekształcić go w użyteczny sygnał zgodnie z pewnym prawem, zwykle złożony z wrażliwych komponentów i komponentów konwersji”. Czujnik to urządzenie wykrywające, które może wykrywać zmierzone informacje i może przekształcać wykryte informacje na sygnały elektryczne lub inne wymagane formy informacji wyjściowych zgodnie z określonymi zasadami, aby spełnić wymagania dotyczące przesyłania informacji, przetwarzania, przechowywania, wyświetlania, wymagania dotyczące ewidencji i kontroli. Jest to pierwsze ogniwo realizujące automatyczne wykrywanie i automatyczną kontrolę.
Po drugie, klasyfikacja czujników
Obecnie nie ma ujednoliconej metody klasyfikacji czujników, ale powszechnie stosowane są trzy następujące:
1. W zależności od fizycznej wielkości czujnika można go podzielić na przemieszczenie, siłę, prędkość, temperaturę, przepływ, skład gazu i inne czujniki
2. Zgodnie z zasadą działania czujnika można go podzielić na czujniki rezystancyjne, pojemnościowe, indukcyjne, napięciowe, Halla, fotoelektryczne, siatkowe, termopary i inne.
3. W zależności od charakteru sygnału wyjściowego czujnika można go podzielić na: czujnik typu switch, którego wyjściem jest wartość switch ("1" i "0" lub "on" i "off"); wyjście to czujnik analogowy; wyjście jest impulsowym lub cyfrowym czujnikiem Code.
Po trzecie, charakterystyka statyczna czujnika
Charakterystyka statyczna czujnika odnosi się do relacji między wyjściem czujnika a wejściem statycznego sygnału wejściowego. Ponieważ wejście i wyjście są w tym czasie niezależne od czasu, zależność między nimi, czyli charakterystyka statyczna czujnika, może być równaniem algebraicznym bez zmiennych czasowych lub wejście jest używane jako odcięta, a odpowiadające mu wyjście Opisana jest krzywa charakterystyczna rysowana przez rzędną. Głównymi parametrami charakteryzującymi charakterystykę statyczną czujnika są: liniowość, czułość, rozdzielczość i histereza.
Po czwarte, dynamiczna charakterystyka czujnika
Tak zwana charakterystyka dynamiczna odnosi się do charakterystyki wyjścia czujnika, gdy zmienia się wejście. W praktyce charakterystyka dynamiczna czujnika jest często reprezentowana przez jego reakcję na niektóre standardowe sygnały wejściowe. Dzieje się tak, ponieważ odpowiedź czujnika na standardowy sygnał wejściowy jest łatwa do uzyskania doświadczalnie, a istnieje pewien związek między jego reakcją na standardowy sygnał wejściowy a jego reakcją na dowolny sygnał wejściowy, który często można wywnioskować, wiedząc były. Najczęściej stosowanymi standardowymi sygnałami wejściowymi są sygnał krokowy i sygnał sinusoidalny, więc charakterystyka dynamiczna czujnika jest również często wyrażana przez odpowiedź skokową i odpowiedź częstotliwościową.
5. Liniowość czujnika
Zazwyczaj rzeczywista charakterystyka statyczna czujnika jest krzywą, a nie linią prostą. W praktyce, aby miernik miał jednorodny odczyt skali, często stosuje się dopasowaną linię prostą do przybliżenia rzeczywistej krzywej charakterystycznej, a liniowość (błąd nieliniowy) jest wskaźnikiem wydajności tego przybliżenia.
Istnieje wiele sposobów na wybór linii montażowej. Na przykład weź teoretyczną linię prostą łączącą wejście zerowe i punkt wyjściowy w pełnej skali jako pasującą linię prostą; albo weź teoretyczną linię prostą, której suma kwadratów odchyleń od każdego punktu na krzywej charakterystycznej jest najmniejsza jako pasująca linia prosta i ta pasująca linia prosta nazywa się pasowaniem metodą najmniejszych kwadratów. Uszeregować.
6. Czułość czujnika
Czułość odnosi się do stosunku zmiany wyjścia △y do zmiany wejścia △x w ustalonych warunkach pracy czujnika.
Jest to nachylenie krzywej charakterystyki wyjście-wejście. Jeśli istnieje liniowa zależność między wyjściem czujnika a wejściem, czułość S jest stała. W przeciwnym razie będzie się różnić w zależności od ilości danych wejściowych.
Wymiar czułości to stosunek wymiarów wyjścia i wejścia. Np. dla czujnika przemieszczenia, gdy przemieszczenie zmienia się o 1mm, napięcie wyjściowe zmienia się o 200mV, to jego czułość powinna być wyrażona jako 200mV/mm.
Gdy wymiary wyjścia i wejścia czujnika są takie same, czułość można rozumieć jako powiększenie.
Popraw czułość, możesz uzyskać wyższą dokładność pomiaru. Jednak im wyższa czułość, tym węższy zakres pomiarowy i gorsza stabilność.
Siedem, rozdzielczość czujnika
7. Rozdzielczość odnosi się do zdolności czujnika do postrzegania najmniejszej zmiany wielkości mierzonej. To znaczy, jeśli wielkość wejściowa zmienia się powoli od pewnej wartości niezerowej. Gdy wartość zmiany wejścia nie przekracza określonej wartości, wyjście czujnika nie ulegnie zmianie, to znaczy czujnik nie może odróżnić zmiany wielkości wejściowej. Wyjście zmienia się tylko wtedy, gdy wielkość wejściowa zmienia się poza rozdzielczość.
Zwykle rozdzielczość każdego punktu w pełnym zakresie zakresu czujnika nie jest taka sama, więc maksymalna wartość zmiany wielkości wejściowej, która może spowodować skokową zmianę wielkości wyjściowej w pełnym zakresie zakresu, jest często używana jako indeks do pomiaru rozdzielczości. Jeśli powyższe wskaźniki są wyrażone jako procent pełnej skali, nazywa się to rozdzielczością.
