Číslo projektu Číslo materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník CZ.1.07/1.5.00/34.0581 VY_32_INOVACE_AUT-2.N-11-MERENI A REGULACE Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Jiří Zinek Automatizace Nástavbové studium 2. ročník Datum tvorby 22. srpna 2012 Anotace Elektronická měření,rozdělení snímačů používaných v automatizaci.zpracování a přenos signálů získaných snímači měřením elektrických i neelektrických veličin. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora
Při kontrole, řízení a regulaci jsou zpracovávány, využívány a na určitou vzdálenost také přenášeny elektrické signály. Tyto elektrické signály přenášejí informace odpovídající měřeným fyzikálním veličinám ( např. teplota, tlak, průtok, výška hladiny, rychlost, otáčky atd.), tzn. hodnotám fyzikálních veličin naměřených ve sledovaném automatizačním zařízení.
Technické jednotky měřící fyzikální veličiny v automatizačním procesu a převádějící jejich hodnoty na elektrický signál nazýváme měřící snímače (měřící čidla, sondy, senzory, detektory). Naměřené hodnoty se získávají a přenášejí nejen v analogových hodnotách, ale často se získává a přenáší také elektrický binární signál. Binární signály mohou potvrzovat určitý stav zařízení, přítomnost obrobku, dosažení určitého stavu atd.
Snímače jsou tedy prvky elektrických vyhodnocovacích obvodů a jejich využití je při řešení automatizačních úloh zcela běžné. Snímače jsou tedy jedním ze základních prvků elektrických obvodů pro řízení a regulaci. Jejich výstup je ovlivňován sledovanou veličinou a to jak elektrickou (napětí, proud), tak i neelektrickou (síla, tlak, teplota atd.).
obr.1
obr.2
Snímače obsahují vlastní snímací čidlo s elektronickým obvodem prvotního zpracování získaného signálu. Elektronický obvod převádí vstupní měřením získané elektrické, mechanické, teplotní, chemické a optické veličiny na vhodné elektrické signály. Převod bývá většinou vícestupňový. V našem případě při měření velikosti síly je nejprve velikost síly převedena prostřednictvím elastické deformace na měření délky dráhy posunu jezdce potenciometru.
Měření dráhy je převedeno na měření poměru elektrických odporů a následně na změnu úbytku napětí. Výsledná elektrická veličina je teprve po tomto zpracování přenášena k dalšímu vyhodnocení jako vstupní hodnota pro regulaci a nebo jako údaj pro sledování na displeji měřícího ukazatele (např. na pultu obsluhy). Pro přenos elektrického signálu se používá vhodných normalizovaných hodnot elektrického napětí nebo proudu. Např. U = -10V až +10V, U = 0V až 10V, I = 0 až 25 ma
obr.3
Výstupní signál z elektronického vyhodnocovacího obvodu bývá po převodu na elektrickou hodnotu ještě před přenosem zesílen. Před přenosem bývá elektrický signál také linearizován a kalibrován. Signál je pak využit pro zobrazení hodnoty na displeji měřícího přístroje, nebo je využit pro řízení a regulaci řízeného nebo regulovaného systému.
1. K čemu jsou využívány snímače? 2. Z jakých funkčních částí se snímač skládá? 3. Jakou podobu má analogový signál? 4. Jakou podobu má binární signál?
Použitá literatura: HABERLE, H., B. GRIMM, G. HABERLE, W. PHILIPP, W. SHLEER, B. SCHLIEMANN, D. SCHNELL a D. SCHMID. Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Vydání první. Praha: Europa- Sobotáles, 2003. Technické vědy: TS 05, DT 621.3. ISBN 80-86706-04-4. TKOTZ, K., P. BASTIEN, H. BUMILLER, M. BURGMAIER, W. EICHLER, F. HUBER, N. JAUFMANN, J. MANDERLE, O. SPIELVOGEL, U. WINTER a K. ZIEGLER. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vydání. Praha: Europa-Sobotáles, 2010. technické vědy: TS 05, DT 621.3/075.3. ISBN 80-86706-13-3. včetně obr.1-3