التصنيف والمعلمات الأساسية لأجهزة القياس للأجهزة الرئيسية والبرمجية

أي نظام تحكم أوتوماتيكي لقياس انحراف القيمة الخاضعة للرقابة عن قيمة الحالة المستقرة له جسم قياس لا يمكنه فقط قياس حجم الانحراف وعلامة الانحراف ، بل يمكنه أيضًا تحويل هذا الانحراف إلى نموذج مناسب للاستخدام الإضافي في النظام للتحكم الآلي.

الطبيعة الفيزيائية للكميات المنظمة متنوعة للغاية ، وبالتالي فإن أجهزة القياس متنوعة أيضًا. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، سيكون خرج جهاز القياس إما كمية ميكانيكية (الإزاحة ، القوة) أو كمية كهربائية (الجهد ، التيار ، المقاومة الكهربائية ، السعة ، المحاثة ، تحول الطور ، إلخ).

تُفرض المتطلبات التالية على أجهزة القياس المستخدمة في أنظمة التحكم الآلي:

• الموثوقية في التشغيل في جميع الظروف التي يمكن مواجهتها في عملية تكنولوجية محكومة ،

• الحساسية المطلوبة

• الأبعاد والوزن المسموح به ،

• الزخم المطلوب ،

• حساسية منخفضة للتأثيرات الخارجية ،

• ليس له تأثير على العملية التكنولوجية وعلى القيمة المقاسة ،

• مؤشرات لا لبس فيها ،

• الاستقرار بمرور الوقت ،

• مطابقة إشارات الإدخال والإخراج مع إشارات أخرى عناصر الأتمتة.

الكميات الكهربائية هي الأسهل للقياس ، لذلك ، في كثير من الحالات ، عند قياس الكميات غير الكهربائية ، يتم تنفيذ جهاز خاص (محول الطاقة) مع جسم القياس ، والذي يحول الكمية غير الكهربائية عند مدخل جسم القياس في كمية كهربائية عند خرجها. تسمى أجهزة القياس هذه أجهزة الاستشعار.

كقاعدة عامة ، لا يوجد تمييز بين مفاهيم عنصر القياس والمستشعر والعنصر الحساس (غالبًا ما يوجد الاسم الأخير أيضًا في الأدبيات الخاصة بالتحكم الآلي).

الأكثر شيوعًا هي أجهزة الاستشعار الكهربائية ، أي أجهزة القياس مع تحويل كمية غير كهربائية مقاسة إلى جهاز كهربائي. يعتمد بناء هذه المستشعرات على الطبيعة الفيزيائية للكمية المقاسة والمبدأ المعتمد لقياس انحرافها.

يتم تصنيف أجهزة القياس وفقًا لاسم القيمة التي تقيسها: أجهزة قياس المستوى ، والضغط ، ودرجة الحرارة ، والسرعة ، والجهد ، والتيار ، ومعدل التدفق ، والإضاءة ، والرطوبة ، إلخ.

تصنف المستشعرات: أولاً ، باسم القيمة المقاسة ، وثانيًا ، بواسطة المعلمة التي يتم فيها تحويل إشارات جهاز القياس ، على سبيل المثال ، مستشعرات المستوى السعوي ، وأجهزة استشعار الضغط الاستقرائي ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة المتغيرة ، إلخ.

للراحة عند استخدام التصنيف المدروس ، كقاعدة عامة ، يتم حذف أحد الأسماء ، حيث يمكن استخدام نفس المستشعر لقياس كميات غير كهربائية مختلفة.

المعلمات الأساسية لأجهزة الاستشعار

المعلمات الرئيسية لجسم القياس (المستشعر) الذي يميزه هي:

• حساسية

• التعطيل.

تسمى حساسية المستشعر بعلاقة التغيير Δy المتغير المتحكم فيه لتغيير كمية الإدخال x:

K = Δg / ΔNS

في أنظمة التحكم الآلي ، تسمى هذه النسبة أيضًا كسب النظام أو الارتباط (إذا تم النظر في الارتباط).

وبالتالي ، فإن حساسية عنصر القياس تطابق مكاسبه.

يحدد القصور الذاتي لجسم القياس (المستشعر) أيضًا إمكانيات تطبيقه في أنظمة الأتمتة ، حيث يتسبب في تأخير معين في قياس قيمة المعلمة الخاضعة للرقابة في وقت معين. يمكن أن يحدث التأخير بسبب كتلة الأجزاء ، والقصور الذاتي الحراري ، والحث ، والسعة وعناصر أخرى من المستشعر نفسه.

عند دراسة الخصائص الديناميكية لنظام التحكم الآلي ، يلعب القصور الذاتي لجسم القياس نفس دور خصائص القصور الذاتي لأي عنصر آخر في نظام الأتمتة. لذلك ، عند اختيار جهاز استشعار ، من الضروري الانتباه ليس فقط إلى حساسيته ، ولكن أيضًا إلى زخمه.