Датчик

первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы. В состав Д. Входят воспринимающий (чувствительный) орган и один или несколько промежуточных преобразователей (рис.). Часто Д. Состоит только из одного воспринимающего органа (например, Термопара, термометр сопротивления, Тензодатчик и др.). Выходные сигналы различаются по роду энергии — электрические, механические, пневматические (реже гидравлические), и по характеру модуляции потока энергии — амплитудные, время-импульсные, частотные, фазовые, дискретные (кодовые).

Наиболее распространены Д., действие которых основано на изменении электрического сопротивления, ёмкости, индуктивности или взаимной индуктивности электрической цепи (Реостатный датчик, Ёмкостный датчик, Индуктивный датчик и др.), а также на возникновении эдс при воздействии контролируемых механических, акустических, тепловых, электрических, магнитных, оптических или радиационных величин (тензодатчик, Перемещения датчик, Пьезоэлектрический датчик, Давления датчик, Фотоэлемент). Д. Характеризуются. Законом изменения выходной величины (у) в зависимости от входного воздействия (входной величины х), пределами изменений входных (xmin - xmax) и выходных величин (ymin - ymax). Чувствительностью S= Δ/Δx , порогом чувствительности (значением минимального воздействия, на которое реагирует Д.) и временными параметрами (постоянными времени).

В соответствии с классификацией, принятой в Государственной системе приборов и средств автоматизации (ГСП), Д. Относятся к техническим средствам сбора и первичной обработки контрольно-измерительной информации. Д. Являются одними из основных элементов в устройствах дистанционных измерений, телеизмерений и телесигнализации, регулирования и управления, а также в различных приборах и устройствах для измерений в физике, биологии и медицине для контроля жизнедеятельности человека, животных или растений (см. Датчики биологические). В связи с автоматизацией производства (См. Автоматизация производства) важнейшее значение приобрели Д. Для измерения и регистрации плотности и концентрации растворов, состава и свойств веществ, динамической вязкости и текучести различных сред, влажности, прозрачности, интенсивности окраски, толщины слоя, температуры, упругости, концентрации зарядоносителей и др.

Параметров, характеризующих технологические процессы. Для этого часто используют Д., основанные на ультразвуковых, радиоволновых, оптических, радиационных и др. Методах измерения. Для имитации реальных условий при испытании систем автоматического регулирования и в вычислительной технике для решения задач статистическими методами применяются Случайных чисел датчики. Специфические требования предъявляются к выходным сигналам и характеристикам Д. При их использовании в системах централизованного контроля (см. Централизованного контроля и управления машина (См. Централизованного контроля и управления система)). Поочерёдное подключение множества Д. К одному измерительному устройству требует максимальной унификации выходных параметров Д.

В некоторых случаях термином «Д.» пользуются для обозначения всей передающей части телемеханического или автоматического устройства. Лит. Агейкин Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н., Датчики контроля и регулирования, 2 изд., М., 1965. Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, 4 изд. , М. — Л., 1966. Электрические измерительные преобразователи, под ред. Р. Р. Харченко, М. — Л., 1967. Долгов В. А., Кедин А. В., Электронные датчики для автоматических систем контроля, М., 1968. М. М. Гельман. Рис. Структурные схемы датчиков (слева — блок-схема, справа — примеры выполнения). А — простейший вид датчика (термопара). Б — каскадное соединение преобразователей. В — дифференциальный датчик. Г — компенсационный датчик. 1 — воспринимающий орган датчика (чувствительный элемент).

1а — термопара. 1б и 1г — мембраны. 1в — соленоидный индуктивный датчик. 2 — выходной орган датчика. 2б — индуктивный датчик. 3 — измеритель рассогласования (вычитающий элемент). 3г — индуктивный датчик. 4 — усилитель. 5 — генератор компенсирующей величины. 5г — магнитоэлектрическая система. 6 — промежуточный орган датчика. R — электрическое сопротивление. L — индуктивность. Е — электродвижущая сила. I — электрический ток. P — давление..