Rozdělení a základní parametry měřicích zařízení hlavních a softwarových zařízení

Každý automatický řídicí systém pro měření odchylky regulované hodnoty od ustálené hodnoty má měřící těleso, které dokáže nejen změřit velikost a znaménko odchylky, ale také tuto odchylku převést do podoby vhodné pro další použití v systému. pro automatické ovládání.

Fyzikální podstata regulovaných veličin je velmi různorodá, proto jsou rozmanité i měřící orgány. Ve většině případů však bude výstupem měřicího zařízení buď mechanická veličina (posun, síla) nebo elektrická veličina (napětí, proud, elektrický odpor, kapacita, indukčnost, fázový posun atd.).

Na měřicí zařízení používaná v automatických řídicích systémech jsou kladeny následující požadavky:

• spolehlivost v provozu za všech podmínek, se kterými se lze v řízeném technologickém procesu setkat,

• požadovanou citlivost

• přípustné rozměry a hmotnost,

• potřebná hybnost,

• nízká citlivost na vnější vlivy,

• nemá vliv na technologický proces a na měřenou hodnotu,

• jednoznačné indikace,

• stabilita v čase,

• přizpůsobení vstupních a výstupních signálů jiným signálům automatizační prvky.

Elektrické veličiny se měří nejsnáze, proto se v mnoha případech při měření neelektrických veličin spolu s měřicím tělesem provádí speciální zařízení (převodník), které neelektrickou veličinu převádí na vstupu měřicího tělesa. na elektrickou veličinu na jejím výstupu. Taková měřicí zařízení se nazývají senzory.

Zpravidla se nerozlišuje mezi pojmy měřící prvek, snímač a citlivý prvek (příjmení se také často vyskytuje v literatuře o automatickém řízení).

Nejrozšířenější jsou elektrické snímače, to znamená měřicí přístroje s převodem měřené neelektrické veličiny na elektrickou. Konstrukce těchto snímačů závisí na fyzikální povaze měřené veličiny a na přijatém principu měření její odchylky.

Klasifikace měřících zařízení se provádí podle názvu hodnoty, kterou měří: měřící zařízení pro hladinu, tlak, teplotu, rychlost, napětí, proud, průtok, osvětlení, vlhkost atd.

Snímače jsou klasifikovány: za prvé podle názvu měřené hodnoty a za druhé podle parametru, ve kterém se převádějí signály měřicího zařízení, například kapacitní snímače hladiny, indukční snímače tlaku, snímače teploty reostatu atd.

Pro usnadnění při použití uvažované klasifikace je zpravidla jeden z názvů vynechán, protože stejný senzor lze použít k měření různých neelektrických veličin.

Základní parametry snímačů

Hlavní parametry měřícího tělesa (snímače), které jej charakterizují, jsou:

• citlivost

• setrvačnost.

Citlivost snímače se nazývá relace změny Δy řízená proměnná pro změnu Δx vstupní veličiny:

K = Ag/ANS

V automatických řídicích systémech se tento poměr také nazývá systémový nebo spojový zisk (pokud je uvažován spoj).

Citlivost měřicího prvku tedy odpovídá jeho zesílení.

Setrvačnost měřícího tělesa (snímače) určuje i možnosti jeho uplatnění v automatizačních systémech, neboť způsobuje určité zpoždění měření hodnoty řízeného parametru v daném čase. Zpoždění může být způsobeno hmotností součástí, tepelnou setrvačností, indukčností, kapacitou a dalšími prvky samotného snímače.

Při studiu dynamických vlastností automatického řídicího systému hraje setrvačnost měřicího tělesa stejnou roli jako setrvačné vlastnosti jakéhokoli jiného prvku automatizačního systému. Při výběru snímače je proto nutné dbát nejen na jeho citlivost, ale také na jeho hybnost.