Elektrotechnika Automatizační technika

Prezentace na téma: "Elektrotechnika Automatizační technika"— Transkript prezentace:

1 Elektrotechnika Automatizační technika
Fyzikální principy snímačů (EL50) Ing. Josef Kovář

2 SENZORY poskytují počítači informace o stavu prostředí, které sleduje a řídí Poskytují informace o teplotě, tlaku, vzdálenosti, rychlosti

3 Umístění senzorů Vazba mezi počítačem a technologickým procesem

4 Senzor a čidlo Dříve mělo slovo senzor stejný význam jako snímač, čidlo, detektor. V dnešní době označujeme jako čidlo vlastní citlivou snímací část senzoru. Senzory mohou být prvky s vlastním mikropočítačem a inteligencí (smart senzory).

5 Smart snímač Měřicí řetězec smart senzoru

6 Fyzikální principy senzorů
Fyzikální jev Princip Termoelektrický jev Pokud vodivě spojíme dva kovy s různou výstupní prací elektronů, pak při různé teplotě měřicího a srovnávacího konce vodičů naměříme na srovnávacím konci napětí, které je úměrné teplotě na měřicím konci Dilatační jev Při ohřevu mění látka délku nebo objem Fotoelektrický jev Dopadem světla na fotoelektrický materiál se světelná energie přeměňuje na elektrickou. To se projeví jako změna elektrických vlastností nebo vodivosti či vznikem napětí Hallův jev Pokud prochází v jedné ose rovinného polovodičového plátku proud a kolmo na rovinu působí magnetické pole, vzniká v kolmém směru na směr proudu Hallovo napětí Piezoelektrický jev Pokud působí na piezoelektrický krystal síla, vzniká na elektrodách náboj Tenzometrický jev Vlivem změny délky vodiče při namáhání se mění jeho odpor

7 Dělení snímačů podle fyzikálních principů
podle vstupního signálu (mechanické, tepelné, …) podle elektrického výstupního signálu (aktivní – samy generují výstupní signál /generátory/ – a pasivní, např. odporové snímače) podle principu snímání na kapacitní, magnetické, odporové, optické, ultrazvukové na interní a externí

8 Indukční senzory Tento název v literatuře většinou zahrnuje senzory indukční i indukčnostní. V indukčních senzorech je indukováno napětí vnějším polem. U indukčnostních snímačů polohy spočívá převod polohy tělesa na změnu vlastní nebo vzájemné indukčnosti. Nejčastěji se využívají právě senzory na principu indukčnostním.

9 Indukčnostní snímač Princip zapojení indukčnostního snímače

10 Kapacitní senzory Tyto senzory pracují bezdotykově. Převádějí měřenou veličinu na kapacitu kondenzátoru. Mohou detekovat jak vodivé, tak nevodivé materiály. Používají se především pro snímání nekovových předmětů a hlídání hladin kapalin a sypkých hmot.

11 Kapacitní senzory Princip kapacitního snímače

12 Odporové snímače Využívají změnu elektrického odporu. Senzory se vyrábějí z kovu nebo z polovodičového materiálu. Nejčastěji se používají následující kovy: platina, nikl, molybden.

13 Měření elektrického odporu
Dvouvodičové zapojení

14 Měření elektrického odporu
Třívodičové zapojení

15 Optické senzory Optické senzory, které přesněji nazýváme fotoelektrické nebo optoelektronické, se stále více používají v průmyslu. Pracují tak, že přeměňují světlo (elektromagnetické vlnění) na elektrický proud. V dnešní době představují nejvíce využívané senzory v průmyslu.

16 Optické senzory – použití
úlohy pro dopravu materiálu a dopravníkové pásy detekce přítomnosti materiálu detekce značek hlídání plnění kontrola polohy nebo velikosti kontrola chybějících částí výrobku hlídání polohy při navíjení pásů kontrola rozměrů při velkých vzdálenostech hlídání výšky hladiny rozlišování barev

17 Optické senzory Reflexní senzory snímají a měří světelný výkon, který pak vyhodnotí a porovnají s přednastavenou požadovanou hodnotou. Kromě měření vzdálenosti zpracovávají i jiné optické parametry, a to hlavně kontrast a barvu.

18 Optické senzory Princip reflexního snímače

19 Inkrementální senzory
Používají se pro měření a řízení polohy, natočení, rychlosti, zrychlení a délky (většinou taženého materiálu). Jejich využití je v celém rozsahu aplikací v oblasti průmyslu, ale i v počítačové technice a samozřejmě v robotice. Vyznačují se vysokou přesností, rozlišovací schopností, malými rozměry a nízkou hmotností.

20 Inkrementální senzory
Princip snímače polohy

21 Inkrementální senzory
Provedení snímače

22 Inkrementální senzory
Detekce signálů