Senzory pro EZS

Název projektu: Nové ICT rozvíjí matematické a odborné kompetence Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0228 Název školy: Střední odborná škola Litovel, Komenského 677 Číslo materiálu: III/2-12-01_Měřicí řetězce se snímači Autor: Ing. Janyška Lubomír Tématický okruh: Senzory pro EZS Ročník: II. Datum tvorby: 10.03.2013 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Janyška Lubomír

Měřicí řetězce se snímači   Každá fyzikální veličina může být měřena přímo nebo nepřímo. Například výšku hladiny ve vyrovnávací nádrži by bylo možno přímo odečítat na stupnici a na základě výšky hladiny zapínat nebo vypínat čerpadlo doplňující kapalinu.

Pro účely automatického řízení a regulace je častěji používáno nepřímé měření. V příkladu na obrázku posouvá hladina kapaliny plovák s kruhovým magnetem podél trubicovitého snímače polohy magnetu (tj. snímače výšky hladiny) Kruhový magnet v plováku zapne vždy jeden jazýčkový kontakt v trubicovém snímači a nastaví tak odpor mezi vývody snímače úměrný výšce hladiny h, která je zde měřenou veličinou x. Plovák spolu s trubicovým snímačem převádějí hodnotu měřené veličiny x=h na napětí U1 jako měřicí signál y1 a tvoří spolu snímač nebo senzor.

Snímač (čidlo) převádí měřenou fyzikální veličinu na elektrický měřicí signál. Snímač na obr. řídí jen přiváděnou pomocnou energii, chová se tedy pasivně. Aktivní snímač vyrábí měřený signál sám, jako např. termočlánek. Aktivní snímače jsou zdrojem měřeného signálu, pasivní snímače potřebují pomocnou energii. Výstupní signál snímače je většinou zesílen přenosovým členem (zesilovačem) a v případě potřeby také linearizován. Snímač (čidlo), přenosový člen (zesilovač + korekční člen) a ukazatel tvoří měřící řetězec.

Při řízení velkých zařízení jsou snímány a centrálně vyhodnocovány různé veličiny, které musí být převedeny na signál stejného druhu (např. napětí) a velikosti v určitém rozsahu (např. +- 10V), který pak odpovídá např. rozsahu +- 500 mm (ve výšce hladiny) nebo např. rozsahu 0 až 800 N. Snímače s přenosovými členy se nazývají převodníky jednotek. Jednotné výstupní signály bývají v rozsazích např. +- 5mA, 1V-5 V, 4 mA-20 mA, 1 mA-5 mA nebo 5Hz až 25 Hz. Převodníky jednotek dávají na výstupech napětí, proudy a kmitočty ve standardních rozsazích.

Při velké vzdálenosti měřidla od místa snímání dat (nad 200 m) mohou v případě napěťového signálu ovlivnit přesnost měřené úbytky napětí na vedení. Je-li měřený signál proudový (u stabilního proudového zdroje), je možno problém úbytku napětí pominout. Také při kmitočtové modulaci nebo při číslicovém signálu nehrají vzdálenosti žádnou roli. Proudové signály, číslicové signály a kmitočtově modulované signály nejsou citlivé na zkreslení při přenosu na větší vzdálenosti.

Měřící řetězec může být částí regulačního okruhu Měřící řetězec může být částí regulačního okruhu. Měřený signál pak odpovídá stávající hodnotě výšky hladiny a společně s řídící hodnotou přiveden na regulátor, který zapíná čerpadlo při nízké hodnotě výšky hladiny a vypíná při vysoké hladině kapaliny. Je-li vyrovnávací nádrž částí velkého zařízení, naskýtá se možnost, přivést výstupní signály měřícího řetězce k procesoru, který může ostatní proměnné přizpůsobit výšce hladiny.   Měřící řetězce se snímači umožňují přenášet měřené veličiny na velké vzdálenosti za účelem měření, registrace, řízené regulace, případně dalšího zpracování.

Snímače bývají stále častěji v jednom pouzdře s přenosovým (zesilovacím) členem mikroprocesoru. Mluvíme potom o inteligentních snímačích. Takto integrované snímače mohou měřené signály převádět na jiný typ signálu, zpracovat je a na základě zpracovaní činit rozhodnutí a vysílat řídící signály nebo také převádět přes odpovídající rozhraní informace centrálnímu počítači Inteligentní integrované snímače nahrazují celé měřící řetězce

Z jakých částí se skládá měřící řetěz? Otázky k opakování:   Jakou úlohu má snímač? Z jakých částí se skládá měřící řetěz? Co je to převodník měřených jednotek? Jaké měřené signály jsou upřednostňované při přenosu na velké vzdálenosti? Nápověda Nápověda Nápověda Nápověda

Anotace: Tato prezentace slouží k výkladu snímačů fyzikálních veličin. Žáci na základě studia stanoví vlastnosti a funkce jednoduchých obvodů pro systémy EZS. Použité zdroje: Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Janyška Lubomír