92504705 Senzori Si Traductoare

download 92504705 Senzori Si Traductoare

of 32

Transcript of 92504705 Senzori Si Traductoare

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    1/32

    1

    Grup colar Lazr Edeleanu

    Lucrare pentru obinerea certificrii profesionale

    Nivel 3 ruta direct

    Specializarea : Tehnician n instala ii electrice

    ndrumtor: Elevul:

    Profesor inginer:Bnescu Doina Nstase CiprianClasa a XII-a C

    An absolvire:

    2012

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    2/32

    2

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    3/32

    3

    Argument..pag.4

    1.Senzoripag.5

    1.1.Ce este senzorul?....................................................................pag 5

    1.2.Clasificri. pag.7

    1.3.Clasificare-Soluii de montare..pag.102.Senzori de poziie/deplasare analogici.. pag.12

    2.1.Principiul msurrii analogice a deplasrilor. pag.12Traductoare capacitive

    3.Traductoare de deplasare........................................ pag.13

    3.1.Traductoare rezistive............................................................... pag.13

    3.2.Traductoare inductive.............................................................. pag.14

    3.3.Traductoare capacitive...pag.173.4.Traductoare piezoelectricepag.19

    4.Traductori pentru aparatur medical pag.19

    4.1.Traductori si sisteme de msurare...pag.20

    4.2.Caracteristici statice ..pag.224.2.1.Sensibilitatea, rezolutia si reproductibilitatea .pag.224.2.2.Elementele sensibile ale traductoarelor (ES)..pag.24

    4.2.3.Domeniul de masura...pag.244.2.4.Liniaritate si neliniaritate ....pag.254.3.Caracteristicile i performanele traductoarelor ..pag.264.3.1.Caracteristici i performane n regim sta ionar ..pag.26Msuri de protecie a muncii la utilizarea instalaiilor iechipamentelor electricepag.29Bibliografiepag.32

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    4/32

    4

    Dic ionarele din prima parte a anilor '70 nu cuprind cuvntul "senzor ". Acesta aaprut odat cu dezvoltarea microelectronicii, mpreun cu alte no iuni de mareimpact, cum ar ficele de microprocesor, microcontroller, transputer, actuatoretc., adugnd o no iune nou unei terminologii tehnice avnd o anumitredundan .

    Astfel, o mare parte din elementele tehnice senzitive sunt ncadrate n categoria detraductor . Un traductor este un dispozitiv care convertete efecte fizice n semnaleelectrice, ce pot fi prelucrate de instrumente de msurat sau calculatoare. n unele domenii, n special n sfera dispozitivelor electro-optice, se utilizeaz termenul de detector (detector n infrarou, fotodetector etc.).Traductoarele introduse ntr-un fluid sunt denumite, uneori, probe. O categorie largo constituie sistemele terminate n "-metru ": de exemplu, "accelerometru" pentru

    msurarea accelera iei, "tahometru" pentru msurarea vitezei unghiulare.Disciplina de Senzori i Traductoare ofer studenilor, de la profilurile

    electrice, cunotinele necesare nelegerii principiilor de funcionare i modului derealizare constructiv pentru cele mai utilizate traductoare n cadrul sistemelor dereglare (sau conducere) a proceselor industriale.

    Uurina asimilrii coninutului acestui curs, completat cu lucrrile practice delaborator, este condiionat de pregtirea anterioar a studenilor la disciplinele:

    Fizic, Bazele Electrotehnicii, Msurri Electrice i Electronic.

    ntruct aceast disciplin (Senzori i Traductoare) este precedat i logicconectat de Msurrile Electrice , n cele ce urmeaz se vor reaminti cteva noiunigenerale referitoare la:

    Procesul de msurare

    Importana msurrilor n tehnic

    Unitile de msur.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    5/32

    5

    1.Senzorul

    1.1. Consideraii generale; ce este senzorul? Ce este senzorul? Trebuie spus c nu exist o defini ie unitar i necontestat a

    senzorului, motiv care lasmult spa iu pentru interpretri, ambiguit i i confuzii.Mul i autori prefer s foloseasc sintagma senzori i traductoare , n cadrul creia,fie pun pe picior de egalitate senzorul i traductorul, utiliznd, alternativ saupreferen ial, unul dintre termeni, fie consider c unul reprezint o categorie ierarhic superioar , incluzndu-l pe cellalt. De multe ori se mai utilizeaz i no iunea de

    captor , care amplific semnele de ntrebare, ntruct n limba francez, termenul capteur este utilizat pentru a desemna elementele tehnice, care n aceast carte aufost numite senzor.Denumirea senzorului provine dincuvntul latin sensus , care nsemn sim i nainte de a fi adoptat pentru sisteme tehnice, a fost i este utilizatpentru a desemna capacit ile organelor de sim ale oamenilor i ale organismelor vii,de a culege i prelucra informa ii din mediul nconjur tor i a le transmite creierului. nacest proces m rimile fizice,neelectrice, sunt convertite n semnale electrice, pe carecreierul le poate prelua i interpreta i pe baza c rora coordoneaz ac iunilemuchilor. Modelul din biologie l ntlnim, n mare msur , la sistemele mecatronice,astfel c nu este inutil o scurt trecere n revist a sistemelor senzoriale ale omului,cu unele comentarii privind contribu ia acestora n supervizarea proceselor deproduc ie de ctre om:

    Cea mai solicitat i important func ie senzorial este cea vizual , care asigur cantitatea preponderent de informa ie, avnd i cea mai mare vitez de transfer (cc.3.106 bi i/s).Vederea faciliteaz omului cvasi-totalitatea ac iunilor de investigare amediului -identificarea obiectelor i a configura iei, pozi iei i orientrii lor, apreciereadistan elor.Extraordinara perfec ionare a sim ului vizual explic, poate, absen a altor senzori de investigare la om, cum ar fi cei ultrasonici, cu care sunt dotate specii deanimale, ca lilieci, delfini, balene.a. Func ia ochiului nu se rezum la simplapreluare a unei imagini pe retin i transmiterea ei ctre creier, ci presupune i oserie de reglri inteligente, prin intermediul muchilor optici, ale cristalinuluii irisului,precum i o prelucrare i compresie a datelor transmise.Sim ul auzului permite

    omului recep ionarea undelor sonore din domeniul "audio", avnd frecven e cuprinse

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    6/32

    6

    ntre aproximativ 16 Hzi 16 kHz. Rata de transfer a informa iei auditive este de circa2.104 bi i/s. Acest sim st la baza comunica iei dintre oameni; asigur i func ii deinvestigare a mediului, prin receptarea unor sunete, precum i func ii desupraveghere a procesului de produc ie, n baza unor semnale sonore provenite dela sisteme de avertizare, a unor zgomote anormale.Foarte important , inclusiv nprocesele de produc ie, este sensibilitatea cutanat a omului, asigurat de multiplireceptori implanta i n piele. Au fost identificate urmtoarele forme de sensibilitatecutanat: sensibilitatea tactil, sensibilitatea termic i sensibilitatea dureroas. Celetrei feluri de sensibilitate cutanat nu sunt r spndite uniform pe suprafa a pielii.Sensibilitatea tactil este dezvoltat, n special, pe pielea de pe fa a volar avrfurilor degetelor, iar sensibilitatea termic este mai accentuat pe fa a dorsal amnii, unde exist i o sensibilitate dureroas accentuat . Receptorii cutana i suntspecializa i. Sim ul mirosului (olfactiv) (102 bi i/s) i cel gustativ (10 bi i/s) sunt extremde utile omului n via a de zi cu zi, dar utilizate de om ntr-un numr restrns deprocese de produc ie, din industria alimentar , cea cosmetic etc.

    Fig.1.1 Structuri ale sistemelor senzoriale

    Nivelul de dezvoltare a capacit ilor senzoriale ale unui sistem mecatronic sedetermin, n general, dup modul n care acesta reu ete s realizeze func ii derecunoatere similare cu cele ale omului. ntre sistemele de recunoatere ale omuluisi ale unui sistem mecatronic exist ns dou mari deosebiri:

    omul are posibilit i multiple de recunoatere, fiind dotat cu organe de sim complexe, care i asigur capacit ile de vedere, auz, miros, gust i percep ie

    tactil; la un system mecatronic acest lucru nu este nici necesar i nici posibil,

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    7/32

    7

    tinzndu-se spre limitarea func iilor senzoriale la cele strict necesare impusede utilizrile concrete ale acestuia;un sistem mecatronic poate fi dotat cu facilit i senzoriale pe care nu le ntlnim la om, asigurate, de exemplu, de senzorii de proximitate inductivi,capacitivi, fluidici, sau cei de investigare, baza i pe radia ii ultrasonice sauradia ii laser i func ionnd pe principiul radarului.

    1.2. Clasificri Exist astzi senzori pentru mai mult de 100 de mrimi fizice, iar dac se iau n

    considerare i senzorii pentru diferite substan e chimice, numrul lor este de ordinul

    sutelor. Se pot pune n eviden circa 2000 de tipuri distincte de senzori, oferite n100.000 de variante, pe plan mondial [ROD03].

    Datorit marii diversit i a principiilor de conversie a mrimilor fizice n mrimielectrice, precum i a solu iilor de implementare a acestor principii, exist i omultitudine de criterii de clasificare a senzorilor, dintre care vor fi enumerate ctevadintre cele mai importante:Senzorii pot fi clasifica i n func ie de tehnologiile utilizate pentru realizarea lor:

    Tehnologii ale materialelor feromagnetice;

    Tehnologii ale materialelor piezo-ceramice;

    Tehnologii ale microeelectroniciii microsistemelor;Tehnologii ale staturilor sub iri;Tehnologii ale staturilor groase;

    Tehnologii pentru materiale sinterizate;

    Tehnologii ale foliilor etc.

    n func ie de tipul mrimii fizice de intrare senzorii pot fi clasifica i n: absolui, cnd semnalul electric de ie ire poate reprezenta toate valorile posibile ale m rimii fizice de intrare, raportate la o origine (referin ) aleas ;

    incrementali , cnd nu poate fi stabilit o origine pentru toate punctele dincadrul domeniului de msurare, ci fiecare valoare msurat reprezintoriginea pentru cea urmtoare.

    Foarte important este clasificarea n func ie de tipul mrimii de ieire, n:

    senzori analogici , pentru care semnalul de ie ire este n permanen propor ional cu mrimea fizic de intrare;

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    8/32

    8

    senzori numerici (digitali) , la care semnalul de ie ire poate lua numai unnumr limitat de valori discrete, care permit cuantificarea semnalului fizic deintrare.

    Privind problema semnalului de ieire din punctul de vedere al numrului de valoriposibile, pot fi puse n eviden alte dou clase distincte:

    senzori binari , care prezint la ieire numai dou valori distincte; senzori cu un numr mare de valori , pentru msurarea unei m rimi ntr-o

    anumit plaj; pot fi analogici sau numerici.Un alt criteriu de clasificare ine cont de numrul elementelor traductoare i denumrul de dimensiuni atribuite valorilor msurate i clasific senzorii n scalari (untraductor, o dimensiune), vectoriali (msur ri dup trei direc ii ortogonale)i matriciali(un anumit numr de traductoare dispuse dup o matrice mono-, bi- sautridimensional).Combinarea ultimelor dou criterii de clasificare permit clasificri mai complexe, detipul celei prezentate n figura 1.2.

    Fig.1.2 Clasificarea senzorilor dup dou criterii combinate

    Senzorii pot fi clasifica i i n func ie de domeniul n care sunt utiliza i:n industrie

    - Robotic (vezi exemplele din capitolul 2), fabrica ie flexibil, controlul calit ii,activit i de birou etc.

    n protec ia mediuluin transporturi

    n automatizarea cldirilor i locuin elor Dac analiza se extinde la nivelul diferitelor domenii de utilizare, pot fi utilei

    pertinente noi criterii de clasificare. De exemplu, n cazul senzorilor utiliza i n

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    9/32

    9

    robotic, una dintre principalele clasificri are al baz sistematizarea propriet ilor iparametrilor robotuluii mediului din figura 1.3

    Fig.1.3 Variant de clasificare a senzorilor din dotarea robo ilor

    Cele dou ramifica ii principale permit gruparea senzorilor n dou categorii mari:

    Senzorii interni (denumii de unii autori i intero -receptori) , care servesc laob inerea unor informa ii legate de func ionarea robotului, cum ar fi pozi iarelativ a elementelor cuplelor cinematice, vitezele i accelera iile liniareiunghiulare, deforma iile elementelor lan ului cinematic.a.

    Senzori externi (denumii de unii autori i extero -receptori) , utiliza i pentruculegerea unor informa ii asupra mediului nconjur tor i asupra interac iuniirobot/mediu; servesc la identificarea prezen ei i stabilirea tipului, pozi iei,

    orientrii, culorii sau a altor propriet i ale obiectelor din mediu, la identificareaunor obstacole, la determinarea for elor de interac iune robot/mediu.

    Un criteriu care poate permite clasificarea senzorilor externi este cel referitor lacontactul cu obiectele din mediu (fig.1.4). Un senzor care msoar pozi iile/deplasrile n cuplele cinematice este un senzor intern, un senzor deinvestigare, care baleiaz mediul nconjur tor pe principiul radarului, este un senzor extern f r contact, un senzor tactil este un senzor extern cu contact direct, iar un

    senzor de for /moment este un senzor extern cu contact indirect, ntruct for ele de

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    10/32

    10

    interac iune cu mediul nu sunt exercitate direct asupra senzorului, ci sunt resim ite deacesta prin propagarea lor de-a lungul unor elemente intermediare.

    Fig.1.4 Clasificarea senzorilor externi

    1.3.C lasificare; Soluii de montare Clasificarea acestor senzori se poate face dup mai multe criterii, astfel:Dup modul de exprimare a mrimii deplasrii:

    senzori de poziie (absolui) care furnizeaz valoarea absolut a deplas rii,ce corespunde pozi iei curente a elementului mobil al cuplei cinematiceconsiderat fa de originea unui sistem de coordonate ata at cuplei;

    senzori de deplasare (relativi) care dau m rimea relativ a deplas rii,rezultat ca o diferen a valorilor corespunztoare coordonatelor finale iini iale ale elementului mobil.

    Dup natura semnalului furnizat de senzor:

    senzori numerici incrementali care transform deplasarea real , care este omrime continu, ntr-o succesiune de impulsuri;

    senzori numerici absolui la care deplasarea real este exprimat cu ajutorulunui grup de semnale binare ce corespund unui num r codificat n binar;

    senzori analogici la care deplasarea real este transformat ntr-o mrimecontinu, modulat n amplitudine sau n faz.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    11/32

    11

    Dup natura mrimii de intrare:

    senzori liniari pentru msurarea deplas rilor rectilinii; senzori rotativi care m

    soar

    deplas

    rile unghiulare.

    O schem a principalelor tipuri de senzori de pozi ie/deplasare este redat n figura1.5 a iar n figura 1.5 b sunt prezentate formele semnalelor de ieire aferente.

    Fig.1.5 Clasificarea senzorilor de pozi ie/deplasare.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    12/32

    12

    2.Senzori de poz iie/deplasare analogici

    2.1 Principiul msurrii analogice a deplasrilor Principiul msur rii analogice a deplasrii este prezentat n figura 2.1.

    a) b)Fig. 2.1.Principiul msur rii analogice a deplasrilor; a) semnale liniare; b) semnalesinusoidaleSenzorul emite un semnal electric dependent de deplasare, materializat printr-otensiune electric, avnd o varia ie liniar (fig.2.1, a) sau sinusoidal (fig.2.1, b).Dac se consider amplitudinea semnalului pornind din punctul d0 (fig.2.1, a)i pn n punctul df , se constat c exist o coresponden biunivoc ntre deplasare imrimea tensiunii la ieirea senzorului; n mod similar se petrec lucrurilei n cazulsinusoidei din fig.2.1, b, n condi iile n care se lucreaz cu arcele de sinusoid corespunztoare domeniului -T/4 - T/4, sau T/4 - 3T/4. n fiecare asemenea domeniu,unei anumite mrimi a tensiunii i corespunde un singur punct pe axa deplasrilor inumai unul (metoda analogic-absolut). Ca urmare senzorul func ioneaz ca senzor de pozi ie. n cazul n care mrimea deplasrii ce trebuie msurat o depete pe

    cea corespunz toare perioadei T, semnalul la ieirea senzorului va repeta dreaptasau sinusoida din figura 2.1 de mai multe ori, pn la acoperirea distan ei demsurat. Astfel tensiunea U1 determin pozi ia punctului d1i numai dac se cunoa tenumrul, i, de perioade pe care le-a furnizat senzorul pn n acel moment (metodaciclic absolut). n aceste condi ii senzorul func ioneaz ca senzor de deplasare.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    13/32

    13

    3.Traductoare de deplasare

    Pentru masurarea deplasarilor se utilizeaza o serie de traductoare cum ar fi:

    traductoarele rezistive (potentiometrice), inductive, capacitive, selsinele, traductoarepiezoelectrice, cu radiatii, numerice, de proximitate, s.a.

    3.1.Traductoare rezistive

    Dupa cum se cunoaste, variatia rezistentei e data de:

    (3.3)

    unde: r - rezistivitatea electrica; l- lungimea conductorului; S - sectiuneaconductorului. Modificnd lungimea conductorului, practic se va modifica rezistentaelectrica R.

    Pentru masurarea deplasarilor liniare se utilizeaza cu precaderepotentiometrul liniar, figura 2.4. care se realizeaza prin bobinarea pe un suport izolanta unui fir rezistiv pe care se deplaseaza un cursor ce e sustinut de o pistadecontact. Rezistenta de iesire a potentiometrului se modifica proportional cu

    deplasarea cursorului.

    (2.4.)

    unde: R - rezistenta electrica a potentiometrului; l - lungimea potentiometrului, x -

    deplasarea cursorului.Deoarece masurarea rezistentei este greoaie, se alimenteaza potentiometrul

    cu o tensiune continua stabilizata U tensiunea de iesire a acestuia U x depinzndnumai de x, U si l fiind constante.

    Numai n cazul n care tensiunea de alimentare este

    stabilizata si valoarea curentului ce strabate potentiometrul

    este redusa, traductorul reproduce corect caracteristicile.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    14/32

    14

    Pentru deplasari unghiulare se utilizeaza un potentiometru de forma circulara,obtinut prin bobinarea pe un suport izolant circular a unui fir rezistiv peste carealuneca un cursor, conform figura 3.5.

    Rezistenta la iesirea potentiometrului si tensiunea de iesire cnd acesta estealimentat la o tensiune continua stabilizata, depind numai de unghiul dupa relatia:

    si (3.6)

    3.2.Traductoare inductiveFunctionarea traductoarelor inductive are la

    baza variatia geometriei circuitului (cuplajului)

    magnetic n functie de masurnd, care se traduce

    ntr-o variatie de inductivitate proprie sau

    mutualaPentru cazul deplasarilor liniare mici (< 2

    mm), uzual se folosesc traductoare inductive cu

    ntrefier variabil (cu armatura mobila). Una din aceste variante este prezentata n

    figura 3.6.

    Circuitul magnetic se realizeaza dintr-o oala de permaloy 1 si armatura mobila2. Bobina 4 se fixeaza n piesa 1, tija 3 fiind fixata n armatura mobila2 . Prin l 1 si l 2 s-au notat lungimile medii ale liniilor de cmp magnetic, iar d este distanta dintrearmatura mobila 2 si miezul magnetic 1.

    La modificarea distanteid sub actiunea unei deplasari, practic se va modificainductanta L a bobinei ce depinzde de d. Deoarece, ca si n cazul traductoarelor rezistive este dificil a se masura variatiile de inductanta, practic se masoara cadereade tensiune pe rezistenta R .

    n cazul n care sectiunile circuitului magnetic se aleg ntr-un anumit mod,caderea de tensiune pe rezistenta R este aproximativ egala cu marimea de iesire e sieste data de relatia:

    (3.7)

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    15/32

    15

    unde: U - tensiune de alimentare alternativastabilizata;

    RL- rezistenta electrica a bobinei;

    m, mrp - permeabilitatea magnetica absoluta sirelativa a permaloyului;

    N - numar de spire;

    S - sectiunea circuitului magnetic.Pentru cazul deplasarilor mai mari de 2 mm n mod obisnuit se utilizeaza

    traductoare inductive diferentiale cunoscute si sub denumirea de transformatoare

    diferentiale. n cazul unor deplasari de pna la 4 mm se utilizeaza traductorul inductiv

    diferential cu ntrefier variabil, iar pentru deplasari de ordinul centimetrilor se

    utilizeaza traductoare inductive diferentiale, cu miez magnetic mobil. Acestea se

    realizeaza constructiv prin bobinarea a doua nfasurari primare si doua secundare

    identice pe cele doua carcase izolante ce se monteaza pe un tub din material

    nemagnetic ( plastic, textolit, alama, s.a.) n interiorul caruia se poate deplasa liber un

    miez magnetic ce se executa obisnuit din fier moale. Practic reprezinta doua

    transformatoare identice montate pe aceeasi carcasa ce arata constructiv ca n figura

    3.7., unde: 1 - bobine primare; 2 - bobine secundare; 3 - miez magnetic; 4 - tija; 5 -

    distantier; 6 - capace.

    Pentru reducerea perturbatiilor de natura electromagnetica, ntreg ansamblulse ecraneaza.

    Functionarea traductorului prezentat se bazeaza pe principiul variatieicuplajului magnetic ntre primarul si secundarul celor doua transformatoare identicela deplasarea miezului magnetic.

    Se recomanda ca pentru o buna reproductibilitate tensiunea dealimentare primara sa fie alternativa stabilizata, iar tensiunea secundara sa fieredresata si stabilizata.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    16/32

    16

    nfasurarile primare ale celor doua transformatoare se leaga n serie aditional, iar cele secundare nopozitie, astfel ca, n pozitia centrala a miezului magnetic

    tensiunea de iesire este nula. Schema electrica a legaturilor arata ca n figura 3.8.a.Conform acestei legaturi, caracteristica statica arata ca n figura 3.8.b. Aceastavarianta are dezavantajul ca indiferent de pozitia miezului magnetic, fatadepozitiacentrala (la dreapta sau stnga), conform caracteristici statice, valoareamarimii de iesire este aceeasi. De aceea, n practica este convenabil sa se realizezecircuitul de masura din figura 3.9.a., caracteristica statica n acest caz fiindprezentata n figura 3.9.b.

    Comparativ cu traductoarele inductive cu armatura mobila, din cauzacircuitului magnetic redus acestea au un factor de calitate scazut, de ordinulunitatilor. Cu toate acestea, traductoarele inductive cu miez mobil sunt preferatedeoarece prezinta o serie de avantaje ca:

    - &nb 20520r1714u sp; &nb 20520r1714u sp; domeniul de masurare poatefi de ordinul centimetrilor;

    - &nb 20520r1714u sp; &nb 20520r1714u sp; prezinta o reproductibilitate sirezolutie ridicata;

    - &nb 20520r1714u sp; &nb 20520r1714u sp; sunt insensibile la deplasarileradiale si au frecari reduse;

    - &nb 20520r1714u sp; &nb 20520r1714u sp; prezinta posibilitateaprotectiei la medii corozive, presiuni si temperaturi ridicate, s.a.

    Facem mentiunea ca n afara traductoarelor inductive prezentate, n practica

    se mai pot utiliza traductoare de tip: transformator, inductosin liniar si circular [23].

    3.3.Traductoare capacitive

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    17/32

    17

    Functioneaza pe principiul modificarii capacitatii unui condensator atunci

    cnd variaza fie distanta dintre armaturile lui, fie dimensiunile armaturilor, fie

    constanta dielectrica a mediului dintre ele conform relatiei:

    (3.8)

    Pentru deplasari mici, se utilizeaza traductoare capacitive la care se modificadistanta dintre armaturi (figura 3.10), armatura 1 fiind suspendata elastic si se poatedeplasa paralel cu ea nsasi sub actiunea fortei F (deplasarii). Armatura 2 este fixa siizolata electric fata de suport. ntre capacitatea traductorului si deplasarea (x) aarmaturii mobile exista o relatie de forma:

    (3.9)

    unde:

    r - permitivitatea relativa a dielectricului dintre armaturi;

    Ss - suprafata de suprapunere a celor doua armaturi;

    - distanta dintre armaturi;

    x - deplasarea de masurat.

    Sensibilitatea traductoarelor e data de:

    Pentru masurarea unor unghiuri se utilizeaza traductorulcapacitiv reprezentat schematic n figura 3.11, la care se modificapractic suprafata de suprapunere a armaturilor, una fiind fixa - 1 ,

    cealalta - 2 putndu-se roti prin fixarea acesteia pe axul 3 .

    n functie de unghiul de rotire a armaturii mobile se va modificasuprafata de suprapunere dintre cele doua armaturi, valoareacapacitatii fiind data de:

    (3.10)

    notatiile fiind cele anterioare, rezulta:

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    18/32

    18

    Pentru cazul unor deplasari liniare se utilizeaza: traductoare cu armaturi dreptunghiu-lare si cilindrice. Pentru traductorul cu armaturidreptunghiulare (1-fixa, 2 - mobila) din figura3.12.,capacitatea este data

    de: , iar (3.11)

    Pentru traductorul cu armaturi cilindrice din figura 3.15 (1 - fixa, 2 -mobila) capacitatea depinde de deplasarea axiala a cilindrului interior,fiind:

    , iar (3.12)

    unde r 1, r 2 sunt razele cilindrului interior, respectiv exterior.Cu mentiunea ca exista si variante de traductoare capacitive la

    care se modifica dielectricul (acesta nu n sensul ca se modifica pozitiadielectricului fata de cele doua armaturi), precizam ca toatetraductoarele capacitive functioneaza n curent alternativ la frecventa de cel putin 1 kHz.

    Traductoarele capacitive prezinta o foarte buna sensibilitate fiind utilizatefrecvent pentru masurari de deplasari rapide. metoda compensarii.

    Datorita faptului ca n mare masura capacitatea traductorului depinde dedimensiunile geometrice ale armaturilor care pot varia cu temperatura mediului,ducnd la erori importante, pentru nlaturarea acestui inconvenient armaturile seconfectioneaza dintr-un material special numit invar. De asemenea se utilizeaza siprin montarea n punte a doua traductoare identice, numai unul dintre acestia fiindactionat de marimea neelectrica masurata sau controlata.

    3.4.Traductoare piezoelectrice

    Sunt traductoarele generatoare ce functioneaza pe principiul piezoelectric(magnetostrictiv). Acest fenomen consta n aparitia de sarcini electrice pe fetele unuicristal special n momentul n care asupra acestuia se exercita forte (presiuni)mecanice, fenomen descoperit de fratii curie la sfrsitul secolului trecut.

    Initial, fenomenul a fost observat la cristalele de cuart (SiO2) dar, proprietatilepizoelectrice mai prezinta si alte cristale ca: turmalina, oxidul de zinc, niobatul de litiu,titanul de bariu, plumb si zirconiu, s.a.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    19/32

    19

    n ultima perioada se utilizeaza cu precadere titanatul de bariu

    care este un material ceramic cu aspectul portelanului, rezistent la

    solicitari mecanice si termice care are un randament ridicat n

    functionare.

    Traductorul este alcatuit din unul din cristaleleamintite, prelucrat n mod special (figura 3.14), pe

    fetele caruia se depune un strat subtire de argint coloidal cu scopul de a culegesarcinile electrice formate cnd elementul piezoelectric se supune unor deformatiimecanice.

    Au avantajul unei inertii reduse, sunt fiabile, nu necesita surse de alimentare, n schimb necesita amplificatoare deoarece tensiunea generata este foarte mica. Audezavantajul unui pret relativ ridicat.

    4. Traductori pentru aparatur medical .

    In cercetarea medicala, ca si in medicina clinica, este importanta achizitiadatelor fiziologice din corpul uman pentru cresterea nivelului de intelegere almecanismelor fiziologice de baza si pentru inlesnirea procedurilor de diagnosticare.Calitatea unor astfel de masurari depinde de performanta senzorilor, traductorilor siinstrumentelor din sistemul de masura. Corpul uman este un obiect greu demasurat; masurarile de precizie ale semnalelor fiziologice necesita senzori, traductorisi instrumente care au specificitate si selectivitate mari si care nu interfera cusistemele aflate in studiu.

    Senzorul este un instrument care permite decelarea unei informatii continutade un obiect sau manifestarea unui fenomen (sensor in engleza, capteur infranceza). Senzorii se substituie celor cinci simturi ale omului (vazul, auzul, pipaitul,mirositul si gustul) pentru masurarea cantitativa a marimilor fizice ale unui obiect sauin detectarea fenomenelor insesizabile omului. In sens larg, senzorul este un elementcapabil sa efectueze o conversie.

    Traductorul este un dispozitiv care transforma un anumit tip de semnal sonor, electric, luminos in semnal electric, conform unei legi determinate.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    20/32

    20

    Primul capitol al lucrarii cuprinde o scurta prezentare a conceptelor necesarepentru intelegerea functionarii sistemelor de masurare si ale instrumentelor. Celelaltecapitole sunt legate de marimi importante studiate in medicina: presiunea, fluxul,temperatura si miscarea de exemplu. Aplicarea principiilor senzorilor, traductorilor si instrumentelor in medicina esteprezentata din punct de vedere practic. Este important de avut in vedere problemecum sunt biocompatibilitatea, interferenta electromagnetica si modul de atasare asondelor la sistemul biologic aflat in studiu.

    4.1.Traductori i sisteme de msurare In procesul de masurare, observatorul obtine informatii despre obiectul de

    masurat folosind un sistem de masurare. De obicei, un sistem de masurare contineun traductor si un instrument electric asa cum este aratat in Fig. 4.1. Marimea fizicasau chimica ce caracterizeaza obiectul de masurat este detectata de catre traductor si este transformata intr-o cantitate electrica, care este afisata prin intermediul unui

    instrument electronic adecvat care transfera rezultatul observatorului.

    Fig. 4.1 Structura generala a

    sistemului de masurare

    Uneori, masurarile necesita aplicarea unor proceduri active obiectului de studiat, cumsunt excitarea, iradierea, stimularea, administrarea unui medicamnet sau injectia. Aceste proceduri sunt considerate parte a procesului de masura si sunt realizate detraductor sau de alte parti ale sistemului de masurare.Desi in unele masurari procedura activa este inevitabila, influenta sa asupraobiectului de studiat trebuie minimalizata din doua motive: mai intai, pentru a reduce

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    21/32

    21

    cat mai mult rolul intamplarii si apoi pentru a minimaliza modificarea marimii demasurat datorita procedurii active. Pe de alta parte, adesea apare situatia in caremasurarea devine mai usoara si mai precisa daca sunt marite energia stimulilor aplicati in procedura activa. Nivelul procedurii active poate fi determinat ca uncompromis intre doua tendinte contrarii: micsorarea influentei asupra obiectului demasurat si marirea performantei sistemului de masurare.Traductorul este o parte esentiala a sistemului de masurare, deoarece calitateasistemului de masurare este determinata in cea mai mare parte de performanteletraductorului utilizat. De exemplu, raportul semnal-zgomot este determinatintotdeauna in principal de traductor, in masura in care la interfete sunt folositecircuite electronice adecvate.

    Dupa principiul de functionare, traductoarele sunt de 2 tipuri:1. Traductoare parametrice2. Traductoare generatoareTraductoarele parametrice sunt traductoare la care semnalul neelectric, aplicat

    la intrare, determina modificarea unei proprietati electrice (parametru electric) altraductorului, cum sunt rezistenta electrica, capacitatea electrica, inductanta,inductanta mutuala, coeficientul de atenuare al radiatiei. Aceasta reprezinta o

    convertire pasiva. Punerea in evidenta a modificarii parametrului electric necesitaexistenta unei surse exterioare de energie (sursa de activare). Exemple:termorezistenta, fotorezistenta.

    Traductoarele generatoare sunt traductoare la care semnalul neelectric,aplicat la intrare, determina generarea unei tensiuni electromotoare. Convertirea uneienergii de un anumit fel in energie electrica este o convertire activa. Punerea inevidenta a marimii de la iesirea traductorului nu necesita existenta unei surse

    exterioare de energie. Exemple: termocuplul, elementul fotovoltaic.Diferitele tipuri de marimi de masurat necesita diferite tipuri de traductori. Deasemenea, sunt necesare diferite tipuri de traductori conform cerintelor diverselor situatii de masurare cum ar fi nivelul amplitudinii semnalelor, domeniile de frecventa,exigentele de precizie, limitele impuse de dimensiuni, de forme, de materiale sau deprocedurile de masurare fara intromisie. In masurarile biomedicale, traductoriiproiectati pentru alte scopuri sunt deobicei nepotriviti chiar atunci cand caracteristicile

    lor principale ca tipul marimilor de masurat, domeniile de masura sau raspunsurile infrecventa sunt acceptabile. In realitate, majoritatea traductorilor utilizati in masurari

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    22/32

    22

    biomedicale sunt astfel proiectati incat pot fi aplicati corpului uman cu efectesecundare minime in scopul de a obtine corect informatia biologica dorita.

    4.2.Caracteristici staticeIn majoritatea sistemelor de masurare, semnalul de iesire al sistemului de

    masura poate fi determinat in intregime in functie de semanlul de intrare al marimii demasurat la un moment dat, daca modificarea marimii de masurat este suficient delenta. Intr-o asemenea situatie, relatia semnal de iesire semnal de intrare asistemului de masurare poate fi determinata in mod unic, indiferent de trecereatimpului. Marimea de masurat si caracteristicile care reprezinta relatia intre semnalulde iesire al sistemului de masurare si marimea de masurat sunt numite caracteristici

    statice.

    4.2.1.Sensibilitatea, rezolutia si reproductibilitateaTermenul sensibilitate este totdeauna folosit astfel incat sensibilitatea unui traductor sau a unui sistem de masura sa fie mare atunci cand o modificare mica a marimii demasurat ()x;S1 )y;S2provoaca o modificare importanta a semnalului de iesire (.Dar, aceasta definitie a sensibilitatii nu este singura. In unele cazuri, sensibilitatea

    este definita ca raportul intre semnalul de iesire si semnalul de intrare:

    (1.1) In aceasta definitie, valoarea numerica ce reprezinta sensibilitatea este mare atuncicand sensibilitatea este mare. Definitia (1.1) reprezinta sensibilitatea absoluta asistemului de masura. Daca variatia semnalelor este raportata la marimea lor, atuncise poate defini sensibilitatea relativa:

    (1.2) In alte cazuri, sensibilitatea este definita ca raportul intre semnalul de intrare si

    semanlul de iesire. Acest factor corespunde variatiei cantitatii marimii de masuratcare produce modificarea cu o unitate a semnalului de iesire. Prin definitie, valoareanumerica este mica atunci cand sensibilitatea este mare. Sensibilitatea are odimensiune atunci cand marimea de masurat si aceea a semnalului de iesire sunt

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    23/32

    23

    diferite. Sensibilitatile pentru cantitatile diferitelor marimi de masurat suntreprezentate in diferite unitati ca de exemplu mV/kPa, :A/K. mV/pH, etc.

    Sensibilitatea poate avea o valoare constanta atunci cand modificarea semnalului de

    iesire este legata liniar de modificarea marimii de masurat. Sensibilitatea insa nu esteconstanta atunci cand raspunsul este neliniar; in acest caz sensibilitatea depinde davaloarea absoluta a marimii de masurat.Rezolutia etse cea mai mica valoare a marimii de masurat care poate fi distinsa insemnalul de iesire al sistemului de masurare. O modificare a marimii de masurat careeste mai mica decat rezolutia sistemului de masurare nu produce o modificaredetectabila a semnalului de iesire care sa fie deosebit de zgomot. Valoarea numerica

    a rezolutiei este mica atunci cand rezolutia este mare. Rezolutia are aceleasidimensiuni ca si marimea de masurat.Reproductibilitatea arata cat de apropiate ca valoare sunt semnalele de iesire atuncicand este masurata repetat aceeasi marime. Cantitativ, reproductibilitatea unuisistem de masurare este definita ca domeniul marimii de masurat pentru caremasurarile succesive ale marimii respective sunt cuprinse cu anumita probabilitate inacel domeniu. Daca nu este specificat nivelul probabilitatii, atunci este subinteles sa

    fie de 95%. Atunci cand domeniul este ingust, reproductibilitatea este mare.Termenul de repetabilitate este si el folosit pentru a exprima conceptul dereproductibilitate, dar repetabilitatea este inteleasa ca reproductibilitatea intr-uninterval scurt de timp atunci cand acesti termeni sunt distincti.

    4.2.2.Elementele sensibile ale traductoarelor (ES)

    Elementele sensibile (ES) constituie partea cea mai diversificat a traductoarelor. Acestea permit detectarea mrimii de msurat din ntreg ansamblul de mrimi careacioneaz n mediul nconjurtor rejectnd sau reducnd la un minim acceptabilinfluena celorlalte.

    Dat fiind numrul i marea varietate a mrimilor care intervin n proceseleautomatizate i care trebuie msurate cu ajutorul traductoarelor, rezult implicit

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    24/32

    24

    necesitatea unei multitudini de tipuri de elemente sensibile (ES), corespunztor acestor aplicaii.

    Elementele sensibile se pot clasifica :

    a) dup principiul de conversie a mrimii fizice aplicate la intrare:elementele sensibile (ES ) parametrice ;elementele sensibile (ES ) generatoare .

    Principiul conversiei este important pentru studiul general al traductoarelor ievidenierea fenomenelor fizice care stau la baza funcionrii acestora (modul de conversie al mrimii de msurat ntr -un anumit tip de mrime electr ic).

    b) dup natura mrimii fizice de msurat: elemente sensibile (ES ) pentru: deplasare, vitez, for, debit, radiaie etc.

    4.2.3.Domeniul de masuraDomeniul de masura este intreg domeniul marimii de masurat pentru care sistemul de masurare

    lucreaza la performanta nominala a sistemului de masurare respectiv. Astfel, domeniul de masura

    depinde de exigentele de performanta cum sunt sensibilitatea, rezolutia sau reproductibilitatea.

    Daca exigentele sunt mari, domeniul de masura este ingust. Uneori sunt specificate domenii de

    masura diferite pentru exigente diferite. De exemplu, la un termometru, domeniul de masura este

    de la 30 la 40C pentru reproductibilitate de 0,1C, si de la O la 50C pentru reproductibilitate de

    0,5C.

    Domeniul de masura stabileste modificarea maxima a marimii de masurat atat timp cat este

    respectata performanta nominala a sistemului de masura. Pe de alta parte, modificareaminima detectabila a marimii de masurat este data de rezolutie. Raportul intredomeniul de masura si rezolutie este numit domeniul dinamic. Domeniul dinamic esteadimensional si este uneori exprimat in decibeli (db).

    4.2.4.Liniaritate si neliniaritateLiniaritatea arata cat de aproape de o linie dreapta este relatia semnal de iesire

    semnal de intrare intr-un sistem de masurare. In functie de linia dreapta care esteluata in considerare, sunt folosite diferite definitii ale liniaritatii. Astfel, linia dreaptapoate fi definita prin fitarea relatiei semnal de iesire semnal de intrare prin metodacelor mai mici patrate; alte linii drepte determinate prin fitarea prin metoda celor mai

    mici patrate pot fi obligate sa treaca fie prin origine, fie prin punctul terminal sau prin

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    25/32

    25

    amandoua. Atunci cand se foloseste linia dreapta care trece prin origine, liniaritateaspecifica acestei definitii este numita liniaritate cu baza zero sau proportionalitate.Ca o masura cantitativa a liniaritatii, se poate utiliza abaterea maxima a curbeisemnal de iesire semnal de intrare de la linia dreapta. Totusi, in mod conventional,pentru a indica aceasta valoare este folosit termenul de neliniaritate, deoarecevaloarea numerica la folosirea acestei definitii este mare atunci cand abaterea relatieisemnal de iesire semnal de intrare de la o dreapta este semnificativa.

    Atunci cand liniaritatea este mare (sau neliniaritatea este mica), relatia semnalde iesire semnal de intrare poate fi considerata o linie dreapta, si astfelsensibilitatea poate fi considerata constanta. Pe de alta parte, atunci cand liniaritateaeste scazuta (sau neliniaritea este mare), sensibilitatea depinde de nivelul semnaluluide intrare.

    Desi este de dorit o liniaritate cat mai mare in majoritatea sistemelor demasurare, masurari precise sunt posibile chiar la un raspuns neliniar, inmasura in care relatia semnal de iesire semnal de intrare este pe deplindeterminata. Folosind un computer, se poate estima semnalul de intrare lafiecare interval de testare, atunci cand este cunoscuta relatia semnal de iesire semnal de intrare.

    4.3.Caracteristicile i performanele traductoarelor

    4.3.1. Caracteristici i performane n regim sta ionar

    Caracteristicile funcionale ale traductoarelor reflect (n esen) modul ncare serealizeaz relaia de dependen intrare-ieire (I-E).

    Performanele traductoarelor sunt indicatori care permit s se aprecieze msura n

    care caracteristicile reale corespund cu cele ideale i ce condiii sunt necesarepentru o bun concordan ntre acestea.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    26/32

    26

    Caracteristicile i performanele de regim staionar se refer la situaia n caremrimile de intrare i de ieire din traductor nu variaz, adic parametrii purttoride informaie specifici celor dou mrimi sunt invariani.

    Caracteristica static a traductorului este reprezentat prin relaia intr are ieire(I-E):

    y = f(x) (1.1)

    n care y i x ndeplinesc cerinele unei msurri statice.

    Relaia (1.1) poate fi exprimat analitic sau poate fi dat grafic printr -o curb tra-sat cu perechile de valori (x , y).

    Caracteristica y = f(x) red dependena I-E sub forma ideal deoarece, n realitate, n timpul funcionrii traductorului, simultan cu mrimea de msurat x, se exercit

    att efectele mrimilor perturbatoare externe n321 ...,,,, ct i a celor

    interne r 321 ...,,,, care determin modificri nedorite ale caracteristicii

    statice ideale.

    n afara acestor perturbaii (nedorite), asupra traductorului intervin i mrimile de

    reglaj, notate prin q321 C...,,C,C,C . Aceste reglaje servesc la ob inerea unor caracteristici adecvate domeniului de variaie al mrimii de msurat n condiiireale de funcionare a traductorului. innd seama de toate mrimile care potcondiiona funcionarea traductorului, acesta se poate reprezenta printr- o schemfuncional restrns, ilustrat n figura 1.1.

    Reglajele q321 C...,,C,C,C nu provoac provoac modificri nedorite ale

    caracteristicii statice ideale i sunt necesare pentru:

    - alegerea domeniului de msurare;- prescrierea sensibilit ii traductorului,- calibrarea intern i reglarea zeroului.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    27/32

    27

    Fig. 4.3.1.

    Mrim ile perturbatoare externe 1 , 2 , 3 , , n cele mai importante sunt denatura unor factori de mediu: presiunea, umiditatea, temperatura , cmpurielectrice sau magnetice etc. Aceste perturbaii (nedorite) pot aciona att asupra

    mrimii de msurat, ct i asupra elementelor constructive ale traductorului. Mrimile perturbatoare interne se datoreaz zgomotelor generate de

    rezistoare, de semiconductoare, frecri n lagre, mbtrnirea materialelor care-ischimb proprietile, variaii ale parametrilor surselor de alimentare etc. Da toritmrimilor perturbatoare, traductorul va funciona dup o relaie de dependen (I-E) real, descris de funcia:

    )...,,,,,...,,,,,x(f y r 321n321 ; (1.2)

    Este important de observat c erorile sunt generate de variaiile mrimilor perturbatoare i nu de valorile lor absolute, care dac ar rmne constante ar putea fi luate n considerare ca atare n expresia caracteristicii.

    Modul n care mrimile perturbatoare influeneaz ieirea , admind c variaiilelor sunt mici, se pune n eviden prin dezvoltarea n serie Taylor a funciei (2.1) cu

    neglijarea termenilor corespunztori derivatelor de ordin super ior. Se obine:

    r r

    11

    nn

    11

    f ...

    f f ...

    f x

    xf

    y

    (1.3)

    Derivatele de ordinul Iau semnificaia unor sensibiliti:

    x

    f - este sensibilitatea util a traductorului

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    28/32

    28

    i

    f i

    i

    f sunt sensibiliti parazite

    Cu ct sensibilitatea util va fi mai mare, iar sensibilitile parazitevor fi mai mici,

    cu att caracteristica real a traductorului va fi mai apropiat de cea ideal (1.1) Dac sensibilitile parazite au valori ridicate se impune introducerea unor dispozitive de compensare automat.

    Prin concepie (proiectare) i construcie, traductoarele se realizeaz astfel nctmrimile de influen (perturbatoare) s determine efecte minime si deci , s sepoat considera valabil caracteristic static ideal y = f(x) n limitele unei eroritolerate.

    n ipoteza de liniaritate i admind c influenele mrimilor perturbatoare nudepesc eroarea tolerat , forma uzual pentru caracteristica static atraductoarelor analogice este:

    00 y)xx(k y ; (1.4)

    n care x0 i y0 pot lua diverse valori pozitive sau negative, inclusiv zero.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    29/32

    29

    MSURI DE PROTECIE A MUNCII LA UTILIZAREA

    INSTALAIILOR I ECHIPAMENTELOR ELECTRICE

    Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesar eliminarea posibilitiide trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

    Msurile, amenajrile i mijloacele de protecie trebuie s fie cunoscute de ctre totpersonalul muncitor din toate domeniile de activitate.

    Principalele msuri de prevenire a electrocutrii la locurile de munc sunt: Asigurarea inaccesibilitii elementelor care fac parte din circuitele electrice i care se

    realizeaz prin: Amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum i a unor echipamente electrice, la

    o nlime inaccesibil pentru om. Astfel, normele prevd c nlimea minim la care sepozeaz orice fel de conductor electric s fie de 4M, la traversarea prilor carosabile de 6M,iar acolo unde se manipuleaz materiale sau piese cu un gabarit mai mare, aceast nlime sdepeasc cu 2.25m gabaritele respective.

    Folosirea mijloacelor individuale de protecie i mijloacelor de avertizare. Mijloacele deprotecie individual se ntrebuineaz de ctre electricieni pentru prevenirea electrocutrii prinatingere direct i pot fi mprite n dou categorii: principale i auxiliare.

    Mijloacele principale de protecie constau din: tije electroizolante, cleti izolani i scule cumanere izolante. Izolaia acestor mijloace suport tensiunea de regim a instalaiei n condiiisigure; cu ajutorul lor este permis atingerea prilor conductoare de curent aflate sub tensiune.

    Mijloacele auxiliare de protecie constau din: echipament de protecie (mnui, cizme, galoi

    electroizolani), covorae de cauciuc, platforme i grtare cu piciorue electroizolante dinporelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza ns singure securitatea mpotriva electrocutrilor.

    ntotdeauna este necesar folosirea simultan cel puin a unui mijloc principal i a unuiaauxiliar.

    Mijloacele de avertizare constau din plci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilitprin standarde i care conin indicaii de atenionare), ngrdiri provizorii prevzute i cu plcueetc. Acestea nu izoleaz, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor

    care se apropie de punctele de lucru periculoase.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    30/32

    30

    Deconectarea automat n cazul apariiei unei tensiuni de atingere periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplic mai ales la instalaiile electrice care funcioneaz cupunctul neutru al sursei de alimentare izolat fa de pmnt.

    Menionnd faptul c un curent de defect 300-500A poate deveni n anumite condiii, unfactor provocator de incendii, aparatul prezentat asigur protecia i mpotriva acestui pericol.

    ntreruptorul este prevzut cu carcase izolante, i este echipat cu declanatoare termice,electromagnetice i releu de protecie la cureni de defect.

    Separarea de protecie se realizeaz cu ajutorul unui transformator de separaie. Prinacesta, se urmrete crearea unui circuit izolat fa de pmnt, pentru alimentareaechipamentelor electrice, la care trebuie nlturat pericolul de electrocutare. n cazul unuidefect, intensitatea curentului care se nchide prin om este foarte mic, deoarece trebuie streac prin izolaia care are o rezisten foarte mare.

    Izolarea suplimentar de protecie const n executarea unei izolri suplimentare fa deizolarea obinut de lucru, dar care nu trebuie s reduc calitile mecanice i electrice impuseizolrii de lucru.

    Izolarea suplimentar de protecie se poate realiza prin: aplicarea unei izolri suplimentare ntre izolaia obinuit de lucru i elementele bune

    conductoare de electricitate ale utilajului;

    aplicarea unei izolaii exterioare pe carcasa utilajului electric; izolarea amplasamen tului muncitorului fa de pmnt. Protecia prin legarea la pmnt este folosit pentru asigurarea personalului contra

    electrocutrii prin atingerea echipamentelor i instalaiilor care nu fac parte din circuitele delucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui defect de izolaie. Elementelecare se leag la pmnt sunt urmtoarele: carcasele i postamentele utilajelor, mainilor i aleaparatelor electrice, scheletele metalice care susin instalaiile electrice de distribuie, carcasele

    tablourilor de distribuie i ale tablourilor de comand, corpurile manoanelor de calibru imantalele electrice ale cablurilor, conductoarele de protecie ale liniilor electrice de transportetc. Instalaia de legare la pmnt const n conductoarele de legare la pmnt i priza depmnt, format din electrozi. Prizele de pmnt verticale sau orizontale se realizeaz astfel nct diferena de potenial la care ar putea fi expus muncitorul prin atingere direct s nu fiemai mare de 40V.

    n general, pentru a se realiza o priz bun, cu rezistena mic, elementele ei metalice se

    vor ngropa la o adncime de peste 1M, n pmntul bun conductor de electricitate, bineumezit i btut.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    31/32

    31

    Sistemul de priz (legare la pmnt) separat pentru fiecare utilaj prezint urmtoareledezavantaje: este costisitor (cantiti mari de materiale i manoper); unele utilaje(transformatoare de sudur, benzi transportoare etc.) se mut frecvent dintr -un loc n altul;legtur este de multe ori incorect executat datorit caracterului de provizorat al instalaiei.

    Protecia prin legare la nul se realizeaz prin construirea unei reele generale de proteciecare nsoesc n permanen reeaua de alimenare cu energie electric a utilajelor.

    Reeaua de protecie are rolul unui conductor principal de legare la pmnt, legat la prize depmnt cu rezistena suficient de mic.

    Sistemul prezint o serie de avantaje: - utilajele electrice pot fi legate la o instalaie de legare la pmnt cu o rezistena

    suficient de mic; - este economic, deoarece la instalaiile provizorii pentru antiere, materialele folosite

    pot fi recuperate n cea mai mare parte;- este uor de realizat, putnd fi folosite prizele de pmnt naturale, constituite chiar

    din construciile de beton armat; - permite s se execute legturi sigure de exploatare, deoarece are prize stabile cu

    durat mare de funcionare; - toate utilajele electrice pot fi racordate cu uurin la reeaua de protecie;

    - se poate executa n mod facil un control al instalaiei de legare la pmnt, deoarecelegturile sunt simple i vizibile, iar prizele de pmnt pot fi separate pe rnd pentru msurare,utilajele rmnnd protejate sigur de celelalte prize. Pentru cazul unei ntreruperi accidentale alegturii la nul se prevede, ca o msur suplimentar, un numr de prize de pmnt.

    n aceeai instalaie nu este permis protejarea unor utilaje electrice prin legare lapmnt, iar a altora prin legare la nul. Instalaia de protecie nu poate fi modificat n timpulexploatrii, fr un proiect i fr dispoziia efului unitii respective.

  • 7/30/2019 92504705 Senzori Si Traductoare

    32/32

    Bibliografie:

    www.google.ro

    www.wikipedia.org

    http://www.google.ro/http://www.google.ro/http://www.wikipedia.org/http://www.wikipedia.org/http://www.wikipedia.org/http://www.google.ro/