Измерительные устройства систем автоматизации

Первичные измерительные преобразователи температуры, давления, перепада давления, уровня, расхода. Понятие чувствительного элемента и измерительного механизма.

Рис. . Классификация СИ ГСП по входным и выходным сигналам

Термин «первичный преобразователь» используется при описании принципа действий того или иного измерительного устройства, а термин «датчик» используется при описании его конструктивного исполнения.

Измерительные устройства (ИУ) и системы составляют самую многочисленную группу изделий ГСП, составляющую более половины номенклатуры промышленных изделий ГСП. Они обеспечивают получение измерительной информации о физических величинах (параметрах), характеризующих технологические процессы, свойства и качество продукции.

Под «естественным» выходным сигналом понимают выходную физическую величину первичного ИП, полученную однократным простым («естественным») преобразованием измеряемой величины и не соответствующую по параметрам унифицированным сигналам. При этом под простым преобразованием понимают только преобразование, используемое для измерения какой-либо физической величины. Т.о. естественный выходной сигнал формируется первичным ИП естественным путём и может представлять собой угол поворота, напряжение, усилие (постоянной, переменное), сопротивление (активное, комплексное). ИП с естественным выходным сигналом (термопары, терморезисторы, и т.п.) широко применяются при автоматизации простых объектов.

Унифицированный сигнал – сигнал определённой физической природы, изменяющийся в определённых фиксированных пределах не зависимо от вида измеряемой величины, метода и диапазона её измерения. Наибольшее распространение получили сигналы постоянного и переменного тока, напряжения, частоты, а так же пневматические сигналы.

Масштабирующие преобразователи – преобразователи, служащие для изменения величины сигнала.

Для преобразования естественного выходного сигнала в унифицированный в ГСП используются нормирующие преобразователи.

Несмотря на значительное разнообразие измеряемых величин и используемых для этого принципов измерений, в ГСП применяются четыре структурные схемы измерительных устройств, а именно: схема прямого однократного преобразования, схема управляющего преобразования (часто называется компенсационной), схема последовательного прямого преобразования, схема прямого дифференциального преобразования.

Требования к ИП:

1. высокая статическая и динамическая точность работы, обеспечивающая формирование выходного сигнала с минимальными искажениями;

2. высокая избирательность, т.е. датчик должен реагировать только на изменение той величины, для которой он предназначен;

3. стабильность характеристик во времени;

4. отсутствие влияния нагрузки в выходной цепи на режим входной цепи;

5. высокая надёжность при работе в неблагоприятных условиях среды;

6. повторяемость характеристик (взаимозаменяемость);

7. простота и технологичность конструкции;

8. удобство монтажа и обслуживания;

9. низкая стоимость.