Στροβιλισμός σε συστήματα αυτοματισμού

Κανένα κλειστό αυτόματο σύστημα ελέγχου δεν μπορεί να γίνει χωρίς αισθητήρες, στη μαρτυρία της οποίας διαμορφώνεται η ανατροφοδότηση.

Αισθητήρες ... Τόσο διαφορετικό στο σχεδιασμό και στην αρχή της δράσης. Ψηφιακοί και αναλογικοί αισθητήρες πίεσης, αισθητήρες θερμοκρασίας, ταχύτητες περιστροφής, προσπάθειες, ρεύμα, τάση, αισθητήρες μετατόπισης ... Και αυτό δεν είναι ολόκληρη η λίστα όλων των ειδών αισθητήρων που χρησιμοποιούνται σε διάφορα συστήματα ελέγχου.

Αλλά αισθητήρα - είναι απλώς μια συσκευή που αλλάζει το σήμα της ανάλογα με τη μετρούμενη παράμετρο. Και επειδή το πιο βολικό σήμα για τη μετάδοση και μετατροπή είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, η αρχή της λειτουργίας των περισσότερων αισθητήρων βασίζεται σε μια αλλαγή στη δική τους ηλεκτρική αντίσταση υπό την επίδραση ενός εξωτερικού παράγοντα. Επομένως, οι αισθητήρες με ενσωματωμένα ταμειακά στοιχεία χρησιμοποιούνται ευρέως.

Τι είναι στοιχείο μετρητή τάσης; Αυτό είναι, συνηθέστερα, μια προστατευμένη μεμβράνη κατασκευασμένη από κράμα μετάλλου (φύλλο), η ηλεκτρική αντίσταση της οποίας είναι άμεσα ανάλογη με την παραμόρφωση που συμβαίνει. Το χρησιμοποιούμενο κράμα είναι συνήθως ένα μείγμα νικελίου και χαλκού σε ένα ορισμένο ποσοστό.

Είναι ο συνδυασμός αυτών των μετάλλων που παρέχει την ισχυρότερη εξάρτηση της αντίστασης στις εξωτερικές μηχανικές επιρροές. Αποδεικνύεται ότι όλα είναι αρκετά απλά: περιλάμβαναν ένα στοιχείο αντίστασης μετρητή τάσης στο κύκλωμα, εφάρμοζαν μια σταθερή μικρή τάση (μερικά βολτ) σε αυτό και με το μέγεθος του ρεύματος κρίνουμε τις παραμορφώσεις, δηλαδή τη δύναμη που ασκεί στον αισθητήρα.

Αλλά στην πράξη υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα. Συνίσταται στο γεγονός ότι ακόμη και για ένα κράμα χαλκού και νικελίου, η μεταβολή της αντίστασης υπό την επίδραση της παραμόρφωσης είναι πολύ ασήμαντη. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ενισχυτές ή μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό.

Δεδομένου ότι οι μετρήσεις είναι ευκολότερες από το σημείο μηδέν, ένας μετρητής τάσης που ονομάζεται Γέφυρα Wheatstone χρησιμοποιείται συχνά σε αισθητήρες τάσης. Η γέφυρα Wheatstone είναι μια τερματική συσκευή που περιλαμβάνει αντιστάσεις R1, R2, R3 και R4 στο κύκλωμα της. Οι αντιστάτες βρίσκονται στους ώμους της γέφυρας, δηλαδή στους ανεξάρτητους κλάδους της.

Είναι πολύ σημαντικό ότι εάν και οι τέσσερις αντιστάσεις της γέφυρας Wheatstone είναι ίσες, η τάση στην έξοδο της θα είναι μηδέν, ανεξάρτητα από την τάση εισόδου. Και αν η αντίσταση σε τουλάχιστον ένα βραχίονα αλλάξει, τότε η έξοδος της γέφυρας θα έχει αμέσως μια τάση που είναι εύκολη στην παρακολούθηση και η οποία είναι άμεσα ανάλογη με τη μεταβολή της αντίσταση αντίστασης.

Αυτή η εξάρτηση της τάσης εξόδου της γέφυρας Wheatstone στη μεταβολή της αντίστασης στους ώμους της χρησιμοποιείται στους αισθητήρες τάσης μέτρησης. Δηλαδή, τοποθετώντας αντιστάσεις μετρητή τάσης σε έναν ή περισσότερους ώμους της γέφυρας, είμαστε σε θέση να παρακολουθήσουμε σύνθετες παραμορφώσεις που συμβαίνουν στον αισθητήρα.

Δομικά, ο αισθητήρας είναι ένα ελαστικό στοιχείο που περιέχει μετρητές τάσης. Οι συνηθισμένοι αντιστάτες που περιλαμβάνονται στη γέφυρα μπορούν να τοποθετηθούν στο ADC ή να κατασκευαστούν σε ξεχωριστό μπλοκ.

Είναι απλά καταπληκτικό το πώς μπορούν να γίνουν ποικίλες μετρήσεις χρησιμοποιώντας παρόμοιους αισθητήρες τάσης. Οι μετρητές καταπόνησης σάς επιτρέπουν να ελέγχετε τη δύναμη, το βάρος, την πίεση, τη μετατόπιση, την παραμόρφωση, τον κραδασμό ... Φυσικά, οι μετρητές τάσεων είναι μία από τις πιο χρήσιμες εφευρέσεις στον τομέα της αυτοματοποίησης.

Αλέξανδρο Μόλοκοφ