Grupul poate include senzori generatoare de convertoare de diferite tipuri în energie electrică. Cele mai utilizate pe scară largă ca senzori sunt, traductoare și termometre piezoelectrice inductive.
Senzori inductivi.
Principiul de funcționare al senzorilor inductivi, bazate pe dreptul de inducție electromagnetică, oferind posibilitatea de transformare directă a intrării: valorile măsurate în CEM, fără sursă de energie suplimentară. Acești senzori sunt Tahogeneratori AC și DC, care sunt generator de dynamoelectric mici, a căror tensiune de ieșire este proporțională cu viteza de rotație unghiulară a generatorului. Tahogeneratori utilizate ca senzori de viteză unghiulară.
Tahogeneratori DC sunt de două tipuri: un permanent-magnet și excitarea electromagnetică a sursei de alimentare independente de curent continuu.
Deoarece forța electromotoare indusă este proporțională nu numai viteza de rotație, dar, de asemenea, fluxul magnetic:
,
principala cerință pentru tachogenerator este constanta a fluxului magnetic.
Tahogeneratori AC, de asemenea, sunt de două tipuri: sincron și asincron.
Tahogeneratori sincronă au o construcție simplă și constă dintr-un stator (înfășurare exterioară) și rotorul conceput ca un magnet permanent cu mai mulți stâlpi (fig. 7.12). Atunci când rotorul se rotește în stator este valoarea emf indus și frecvența sunt determinate prin formule cunoscute:
Prin urmare, o schimbare a vitezei de rotație variază cu EMF și frecvența. Acest lucru creează disconfort atunci când se utilizează dispozitive, cum ar fi senzor automat cu capacitate și inductanță, ca parametri (inductanță și capacitate) a sarcinii și tachogenerator se va schimba atunci când viteza de rotație, prin liniaritatea caracteristicii statice este perturbată. Acest fenomen impune anumite restricții privind utilizarea sincrone generatoare de tahograf. Ele sunt folosite numai ca un indicator pentru măsurarea directă a vitezei de rotație.
tahogenerator asincronă utilizate pe scară largă în circuite de control automat, deoarece frecvența nu depinde de viteza rotorului, care creează caracteristici linearitate statice.
Structural tahogenerator asincron este un motor de curent alternativ asincron cu un rotor tubular. Doi bobinajul statoric sunt deplasate de 90ș și una dintre ele este alimentat la o amplitudine constantă și frecvența tensiunii de excitație, creează flux magnetic F1 (fig. 7.13). Acest flux nu influențează asupra a doua înfășurare atunci când rotorul este staționar nu oferă, deoarece este perpendiculară pe axa magnetic, astfel încât atunci când rotorul este în staționare a doua bobină pentru a crea nici o tensiune nu va. Dar dacă rotorul începe să se rotească, acesta va traversa peretele F1 de curgere și ei vor avea curenți care creează F2 fluxului magnetic. deja direcționată de-a lungul axei magnetice a doua bobină.
Deoarece fluxul de F1 variază sinusoidal, atunci F2 curgere va fi, de asemenea sinusoidal și va inducând astfel o emf a doua bobină indusă
unde f - frecvența determinată numai de frecvența tensiunii de excitație; K - factor de proporționalitate.
Viteza de rotație depinde numai de F2 de curgere. curentului generat în rotor, care depinde de F1 debitului și rotație frecvența f:
,
Deoarece F1 de curgere este direct proporțională cu tensiunea de excitație este menținută constantă, atunci
m. f. a indus în a doua înfășurare a forței electromotoare este direct proporțională cu turația rotorului.
Senzorii Thermoelectric concepute pentru a măsura temperatura. Ele constau din două thermoelectrodes 1 și 2, sunt produse din conductori diferite (fig. 7.14). Unul capetele acestor conductori sunt sudate (topit) și partea inferioară a celuilalt senzor sunt de ieșire, în cazul în care este îndepărtat tensiunea de ieșire. Thermoelectrodes punct de joncțiune amplasat în zona de temperatură controlată.
Dacă temperatura este liber de capete „reci“ ale t1 termocuplu diferă de la U temperatură joncțiune fierbinte, apoi prin efectul termoelectric se produce in thermoelectrodes termo emf E1, care este proporțională cu diferența de temperatură. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că energia electronilor liberi din metale diferite în moduri diferite crește odată cu creșterea temperaturii. Dacă de-a lungul conductorului există o diferență de temperatură, electronii la capătul fierbinte obține energie și o viteză mai mare decât frigul, datorită mișcării de electroni are loc de la capătul fierbinte la diferite rece din metale diferite.
În prezența mișcării cu circuit închis de electroni creează diferite curente, care pot fi tratate ca urmare a apariției forței thermoelectromotive în joncțiunea fierbinte. Datorită acestui CEM apare o tensiune de ieșire Vout = E1 = C (t2 - t1), unde C - un coeficient de proporționalitate în funcție de materialul din conductorii termocuplului. Apariție de forță electromotoare termică permite termocuplului (termoelement) este numit senzor-generator.
Caracteristicile statice ale majorității termocuple neliniare. Următoarele termocuple sunt utilizate cel mai des: Chromel - Kopel (până la 600 ° C încălzire lungă); Chromel - alumel (1000 ° C); platina - platina (1300 ° C); tungsten - molibden (până la 2100 ° C). Thermo emf la temperatura maximă de funcționare nu depășește 10 - 50 mV.
Toate termocuplurile au inerție. constante de timp termocuple, în funcție de proiectare poate fi de la zecimi de secunde până la câteva sute de secunde.
Senzori piezoelectrice.
Ele sunt folosite pentru a produce sarcini electrice. Formarea pe suprafața unor cristale în timpul compresiei lor. Acești senzori sunt de obicei realizate din cuarț. Un astfel de senzor este o placă de cuarț de pe o parte, care este pulverizat (sau adeziv conductiv lipit) electrozi, care sunt lipite la ieșire (fig. 7.15).
În timpul compresiei forța F a plăcii de cuarț pe cele două suprafețe opuse, și, prin urmare electrozii datorită efectului piezoelectric directe, apar sarcini electrice.
Cantitatea de încărcare proporțională cu forța de compresiune F. adică Q = dP, unde d - .. factor de proporționalitate, numit piezomodulus.
La schimbarea puterii P apare tensiunea de ieșire:
,
unde Sd - capacitate senzor (condensator format de electrozi și dielectric cuarț); A se vedea - capacitate de montare.
Din această formulă se poate observa că, cunoscând tensiunea de ieșire, este posibil să se determine forța F P .Dacă constantă, 0.
Senzori piezoelectrice inertialess. Acestea sunt utilizate pentru a măsura forța, presiunea, vibrații și alte măsurători, care fie influențează puterea manifestată în mod direct sau indirect. Tensiunea de ieșire de la senzorii piezoelectrice este de unități milivolți la unități de volți. Pentru a îmbunătăți piezoelectric amplificator de tensiune de ieșire a senzorului trebuie să fie utilizat cu impedanță foarte mare de intrare.
Senzori optici, comutatoare fotoelectrice.
Prin generarea de tip senzori optici includ celule fotoelectrice cu PhotoEffect extern, care, în contrast cu celulele cu efectul fotoelectric intern (fotorezistori) emit electroni liberi sub influența luminii. Acest lucru creează o diferență de potențial, un curent electric, de ex., E. Există o conversie directă a luminii în energie electrică, fără valoare de modulare de la o sursă externă. Structural, celulele solare generatoare de tip Există două versiuni - vid și semiconductoare.
fotocelule vid generează un semnal (curent electric) de dimensiuni mici, și nu poate acționa direct pe dispozitivul de acționare. În acest caz, împreună cu un amplificator electronic cu vid fotocelulă este utilizat.
Celulele solare semiconductoare (fotodiodă, fototranzistor) produce un semnal care este, în unele cazuri, suficiente pentru un impact direct asupra dispozitivului de măsurare.
Celulele solare semiconductoare In prezent, mai mult adoptată pe scară largă, pentru că, în plus față de dimensiuni mai mari, acestea au generat un semnal cu dimensiuni relativ mici ale vidului, o viață mai lungă, capacitatea de a opera în locuri supuse la vibrații și șocuri. Semiconductor fotocelula dezavantaj este dependența performanțelor sale la temperatura ambiantă (în fotocelulele vid această dependență este absentă).
Diagrama schematică a unui fotosenzor de realizare având o caracteristică de releu, prezentat în Fig. 7.16. În cazul în care fotodiodă D nu este aprins, rezistența internă este mare, tranzistorul T1 este închis și releul P1. Atunci când sunt iluminate fotodiodă rezistența internă scade rapid și apare curentul de circuit, CE + - emitor - bază de tranzistor - D1 fotodiodă - Ek. Tranzistorul deschide releul R1 este activat. Când re-întunecare a fotodiodei acesteia crește rezistența internă brusc din nou și releul R1 este oprit. Dioda D2 protejează tranzistorul T1 de defalcare.
Senzori optici de tip generatoare sunt utilizate pe scară largă în controlul automat: .. Pentru măsurarea luminii diferitelor surse de iluminare, radiații ultraviolete fotometrie etc. Prin intermediul unei radiații de măsurare fotoelectrice, luminozitatea sau culoarea unui corp incandescent poate fi judecat la temperatura. În acest caz, există o conversie de temperatură constantă în energia radiantă și energia radiantă în energie electrică.
Astfel de detectoare fotoelectrice sunt, de asemenea, numite pirometre optice. De fapt, există două senzor de focalizare: optice și electrice. Senzorul optic se referă la tipul de senzori de generare, deoarece transformarea în radiație termică se produce în mod direct, fără sursă de energie auxiliară.
Senzori optici cu curent electric de ieșire, sunt ușor convertite la comutatorul fotoelectric prin încorporarea în circuitul releului de curent electric. Ca relee electromagnetice utilizate sau fără contact. Deosebit de potrivite pentru acest scop Tiratrone funcționează simultan ca amplificatoare și switch-uri. relee fotoelectrice au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă în diverse scheme de automatizare - o clasificare de semnalizare, de sortare și de analiză, de protecție, etc ...