150606125 Senzori Si Traductoare

download 150606125 Senzori Si Traductoare

of 100

  • date post

    24-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    99
  • download

    16

Embed Size (px)

Transcript of 150606125 Senzori Si Traductoare

  • CORNELIU IOAN OPREAIOAN SURUGIU

    SENZORI I TRADUCTOARE

    CURS UNIVERSITAR

    Constana2012

    GT

    4 5

    Circuit de msur

    1

    2

    2

    3

    R

    IM

    OM p

    Obiect demsur

    x

    AM p

    Aparat demsur

    m Utilizarerezultat

    Operator

  • 2CUPRINS

    Introducere .............................................................................................................................. 5I. Procesul de msurare .............................................................................................. 5

    II. Importana msurrilor n tiin i tehnic 6III. Uniti de msur ................................................................................................... 6

    IV. Deosebirile dintre traductor i aparatul de msurat .9V. Poziia traductoarelor n cadrul S.R.A 9

    VI. Structura general a unui traductor ....................................................................... 10

    Capitolul 1: Caracteristicile i performanele traductoarelor .......................................... 131.1. Caracteristici i performane n regim staionar ................................................ 131.2. Caracteristici i performane n regim dinamic ................................................ 211.3. Indicatori de regim dinamic pentru traductoare numerice ................................ 221.4. Caracteristici energetice .................................................................................... 221.5. Caracteristici constructive ................................................................................ 23

    1.5.1. Robusteea ......................................................................................................... 231.5.2. Capacitatea de suprancrcare ........................................................................... 231.5.3. Protecia climatic ............................................................................................ 231.5.4. Protecia contra exploziilor ............................................................................... 241.5.5. Protecia anticoroziv ........................................................................................251.5.6. Gradele normale de protecie ........................................................................... 251.5.7. Efectele ocurilor i vibraiilor mecanice ..........................................................26

    Capitolul 2: Componentele principale ale traductoarelor 272.1. Elementele sensibile ale traductoarelor (ES) .................................................... 27

    2.1.1. Elemente sensibile de tip parametric .272.1.2. Elemente sensibile de tip generator .. 24

    2.2. Clasificarea elementelor sensibile dup mrimile detectate . 282.3. Adaptoare .. 29

    2.3.1. Adaptoare pentru elemente sensibile de tip parametric 302.3.2. Adaptoare pentru elemente sensibile de tip generator . 30

    2.4. Traductoare numerice. Adaptoare pentru traductoare numerice ...................... 332.5. Traductoare pneumatice. Adaptoare pentru traductoare pneumatice 352.6. Principii generale de alegere a traductoarelor .................................................. 37

    Capitolul 3: Traductoare pentru msurarea temperaturii .. 393.1. Msurarea temperaturii cu termocupluri .......................................................... 39

    3.1.1. Principiul de funcionare a termocuplului .393.1.2. Amplificatoare pentru semnale generate de termocupluri 40

    3.2. Msurarea temperaturii cu traductoare rezistive .............................................. 413.2.1. Generaliti 413.2.2. Traductoare rezistive din materiale conductoare (termorezistene) .. 423.2.3. Traductoare rezistive din materiale semiconductoare (termistoare) ................. 42

    3.2.3.1. Caracteristicile termistoarelor ... 423.2.3.2. Circuite cu termistoare pentru msurarea temperaturii 44

    3.3. Msurarea temperaturii cu traductoare care utilizeaz tranzistoare ................. 483.3.1. Generaliti 483.3.2. Circuite de msurare cu compensarea variaiei curentului de colector .483.3.3. Circuite de msurare cu curent de baz constant . 48

    3.4. Pirometre de radiaie ........................................................................................ 493.4.1. Generaliti 493.4.2. Pirometre cu radiaie total ... 513.4.3. Pirometre cu radiaie parial 52

  • 33.5. Instalaii de msurare a temperaturilor cu centralizarea datelor 533.6. Instalaie pentru msurarea temperaturii cu transmiterea la distan a rezultatelor .. 54

    Capitolul 4: Traductoare de proximitate ............................................................................554.1. Traductoare inductive de proximitate ... 554.2. Traductoare magnetice de proximitate ..564.3. Elemente sensibile capacitive pentru traductoare de proximitate .564.4. Elemente sensibile fotoelectrice pentru traductoare de proximitate 574.5. Elemente sensibile fluidice pentru traductoarele de proximitate .. 57

    4.5.1. Dispozitivul duzpalet ...584.5.2. Senzorul de proximitate cu jet liber" (cu turbulen) ..594.5.3. Senzorul de proximitate cu impact de jeturi . 594.5.4. Senzorul de tip focar ..60

    4.6. Traductoare integrate de proximitate 604.6.1. Senzor inductiv integrat de proximitate 604.6.2. Senzor magnetic integrat de proximitate ...... 61

    Capitolul 5: Traductoare pentru controlul dimensional .. 635.1. Elemente sensibile electrice . 635.2. Elemente sensibile pneumatice pentru controlul dimensional .. 63

    Capitolul 6: Traductoare de vitez i turaie ....656.1. Principii i metode utilizate n msurarea vitezei . 656.2. Traductoare de vitez liniar .67

    6.2.1. Traductor de vitez liniar bazat pe msurareadistanei parcurse ntr-un interval de timp dat 67

    6.2.2. Traductor de vitez liniar bazat pe cronometrarea timpului de parcurgere a unei distane cunoscute .676.3. Traductoare de turaie .68

    6.3.1. Tahogeneratoare de curent continuu ...686.3.2. Tahogeneratoare de curent alternativ ...706.3.3. Traductoare de turaie cu reluctan variabil ...716.3.4. Traductoare de turaie cu elemente fotoelectrice .. 736.3.5. Elemente sensibile magnetice pentru traductoare de turaie . 75

    6.4. Adaptoare numerice pentru traductoare de turaie 766.4.1. Traductor de turaie cu numrarea impulsurilor 776.4.2. Traductor de turaie cu inversarea perioadei .77

    Capitolul 7: Traductoare de vibraii i acceleraii 797.1. Noiuni fundamentale ....................................................................................... 797.2. Mrimile caracteristice i unitile de msur specifice vibraiilor .. 797.3. Principii de realizare a traductoarelor de vibraii . 81

    7.3.1. Elemente sensibile pentru traductoare de vibraii ............................................. 827.3.2. Convertoare intermediare asociate elementelor sensibile pentru conversia n semnal electric ...85

    Capitolul 8: Traductoare pentru fore i cupluri .. 898.1. Noiuni introductive . 898.2. Traductoare de for tensorezistive ... 89

    8.2.1. Principiul de funcionare al elementelor sensibile tensorezistive 898.2.2. Tipuri de mrci tensometrice i caracteristicile acestora .. 908.2.3. Adaptoare pentru traductoare tensorezistive .928.2.4. Circuite finale pentru adaptoarele cu puni tensometrice . 95

  • 48.3. Traductoare de for i cuplu cu elemente sensibile nespecifice ...................... 978.3.1. Traductoare magnetostrictive 978.3.2. Elemente sensibile piezoelectrice pentru traductoare de for ..998.3.3. Elemente sensibile inductive pentru traductoare de for .998.3.4. Traductoare de cuplu cu discuri incrementale 1008.3.5. Traductoare inductive de cuplu ...100

    Bibliografie

    1. Valentin Sgrciu: Traductori i sisteme de msurare, Univ. Politehnica Bucureti,note de curs, 2008.

    2. G. Ionescu: Msurri i traductoare, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti,1985.

    3. G. Ionescu i colectiv: Traductoare pentru automatizri industriale, Editura Tehnic,Bucureti, 1985.

    4. C. Iliescu i colectiv: Msurarea electric a mrimilor neelectrice, Editura Tritonic,Bucureti, 1994.

    5. M. Y. Usher: Sensors and transducers, Editura Mac-Millan Publishers, London,1985.

  • 5INTRODUCERE

    Se vor prezenta principiile de funcionare i modului de realizare constructiv pentrucele mai utilizate traductoare n cadrul sistemelor de reglare (sau conducere) a proceselor in-dustriale.

    I. Procesul de msurareA msura nseamn a compara o mrime necunoscut X cu o alta de aceeai natur x

    luat drept unitate, dup relaia:

    (i .1) X = m x,n care m reprezint valoareamrimii necunoscute X. Aceastcomparare este efectuat, de re-gul, de ctre un aparat de msur ce are memorat unitatea de msur, n interior, pe scaragradat.

    Mrimea de msurat X se mai numete i msurand.Indicaia aparatului de msur (valoarea m) este perceput de ctre un operator (uman

    sau automat), iar acest rezultat al msurrii este transmis mai departe pentru a fi utilizat npractic (figura i .1).

    Schema bloc din figura i.1 sugereaz c procesul de msurare poate fi considerat ca ointerfa ntre obiectul de msur i domeniul de utilizare a rezultatului msurrii (control, ve-rificare experimental a unei teorii etc).

    Din cauza imperfeciunii aparatului de msurat AM i a operatorului, precum i dato-torit prezenei unor factori perturbatori p, rezultatul msurrii este ntotdeauna afectat de oeroare, iar nivelul acesteia definete calitatea de baz a unei msurri: precizia; cu ct eroareaeste mai mic, cu att precizia este mai bun. Rezultatul unei msurri nu prezint nici o im-portan practic dac nu se cunoate i precizia acestuia.

    Pentru micorarea erorilor i deci creterea preciziei de msurare, trebuie, n primulrnd, eliminai sau meninui la nivele constante, controlabile, toi factorii perturbatori p cumsunt factorii de clim (temperatura, umiditatea, presiunea), cmpurile electrice, magnetice iele