Датчики в промышленной технике измерений

Высокий спрос на промышленные датчики об­условлен прежде всего тем, что автоматизация при­обретает все больший масштаб в производственных процессах. Контроль и управление технологическим процессом с помощью вычислительной сети связи тре­буют множества детекторов, совместимых с микро­процессорами (рис. 9.1.1).

К стандартным применениям в области промыш-< ленной техники измерений относятся:

• расход, количество,
• давление, разность давлений,
• температура,
• уровень,
• химический состав.

Кроме этих стандартных датчиков все возрастаю­щим спросом пользуются датчики новых типов, к которым относятся, например:

• датчики положения и перемещения,
• датчики изображения на ПЗС, обработка изо­бражения,

· оптические датчики, волоконно-оптические датчики,

· биодатчики (биотехнология),

· многокоординатные датчики (анализ шумов, распознавание образов).

Для современных производств характерна тенден­ция применения датчиков в интерактивном режиме, т. е. когда результаты измерений сразу же исполь­зуются для регулирования процесса. Благодаря этому в любой момент обеспечивается корректировка техно­логического процесса, что ведет к увеличению выхода продукции, а потому и к более рациональному про^ изводству. Естественно, такие датчики должны обла­дать исключительной надежностью, чтобы обеспечить непрерывный и бесперебойный режим работы.

Примером прямого управления технологическим процессом является показанный на рис. 9.1.2 датчик для полностью автоматизированной или механизиро* ванной электродуговой сварки. Датчик работает по методу отражения падающего света. Отраженный свет создает на диодных цепочках (см. разд. 8.2 и 8.3) характерные для геометрии шва сигналы, кото-* рые обрабатываются с помощью микро-ЭВМ.

9.2. Датчики в робототехнике

Применение роботов непосредственно вытекает из показанных в разд. 9.1 задач по оптимизации техно­логии в промышленных производствах. В принципе робот представляет собой не что иное, как сложную информационную систему (рис. 1.2.1), которая объ< единяет в себе получение, обработку и преобразовав ние информации. При получении информации через датчики роботу требуется прежде всего способности «видеть» и «ощупы­вать».

Первое оказывается возможным благодаря опти­ческим датчикам (гл. 8), которые должны быть при­способлены к соответствующим задачам робота.

На рис. 9.2.1 показан датчик для распознавания контуров объекта (ощупывания) роботом в сложных условиях окружающей среды, как, например, в отжи­гательной печи при температуре около 1000°С датчик работает по методу измерения D-поля. Он состоит из трех электродов («Термакс», диаметром 10мм, l =120 мм), из ко­торых два крайних формируют поле. На них подает­ся в противофазе переменное напряжение (30 кГц, V_ss = 25 В) (рис. 9.2.2). Средний электрод служит измерительным электродом и при отсутствии механи­ческих помех не воспринимает никакого сигнального напряжения.

Если между электродами I и III или III и II на­ходится объект, то происходит изменение диэлектри­ческой постоянной, которое сопровождается появле­нием переменного тока на измерительном электроде. Подключенный выпрямитель преобразует измеряе­мую величину в постоянное напряжение, знак кото­рого зависит от положения объекта (между электро­дами I и III или III и II).

Дата добавления: 2015-05-09