Омические датчики: описание с фото, отзывы, советы

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Датчики. Омические (резистивные) датчики

Омические (резистивные) датчики – приборы, принцип действия которых основан на изменении их активного сопротивления при изменении длины l, площади сечения S или удельного сопротивления p.

Принцип действия описывается, соответственно, формулой R= pl/S.

контактные;
потенциометрические (реостатные);
тензорезисторные;
терморезисторные;
фоторезисторные.

Контактные датчики – это простейший вид резисторных датчиков, которые преобразуют перемещение первичного элемента в скачкообразное изменение сопротивления электрической цепи. С помощью контактных датчиков измеряют и контролируют усилия, перемещения, температуру, размеры объектов, контролируют их форму и т. д.

путевые и концевые выключатели;
контактные термометры;
электродные датчики, используемые в основном для измерения предельных уровней электропроводных жидкостей.

Контактные датчики могут работать как на постоянном, так й на переменном токе. В зависимости от пределов измерения контактные датчики могут быть одно- предельными и многопредельными. Последние используют для измерения величин, изменяющихся в значительных пределах, при этом части резистора R, включенного в электрическую цепь, последовательно закорачиваются.

Недостаток контактных датчиков – сложность осуществления непрерывного контроля и ограниченный срок службы контактной системы. Но благодаря предельной простоте этих датчиков их широко применяют в системах автоматики.

Реостатные датчики представляют собой резистор с изменяющимся активным сопротивлением. Входной величиной датчика является перемещение контакта, а выходной – изменение его сопротивления. Подвижный контакт механически связан с объектом, перемещение (угловое или линейное) которого необходимо преобразовать.

Наибольшее распространение получила потенциометрическая схема включения реостатного датчика, в которой реостат включают по схеме делителя напряжения. Напомним, что делителем напряжения называют электротехническое устройство для деления постоянного или переменного напряжения на части.

Делитель напряжения позволяет снимать (использовать) только часть имеющегося напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Переменный резистор, включаемый по схеме делителя напряжения, называют потенциометром.

Обычно реостатные датчики применяют в механических измерительных приборах для преобразования их показаний в электрические величины (ток или напряжение), например, в поплавковых измерителях уровня жидкостей, различных манометрах.

Датчик в виде простого реостата почти не используется вследствие значительной нелинейности его статической характеристики

Выходной величиной такого датчика является падение напряжения UBbIX между подвижным и одним из неподвижных контактов. Зависимость выходного напряжения от перемещения х контакта U_вых = f(x) соответствует закону изменения сопротивления вдоль потенциометра. Закон распределения сопротивления по длине потенциометра, определяемый его конструкцией, может быть линейным или нелинейным.

Потенциометрические датчики, конструктивно представляющие собой переменные резисторы, выполняют из различных материалов – обмоточного провода, металлических пленок, полупроводников и т. д.

Тензорезисторы (тензометрические датчики) служат для измерения механических напряжений, небольших деформаций, вибрации. Действие тензорезисторов основано на тензоэффекте, заключающемся в изменении активного сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов под воздействием приложенных к ним усилий.

Термометрические датчики (терморезисторы) – сопротивление зависит от температуры. Терморезисторы в качестве датчиков используют двумя способами.

Способ 1. Температура терморезистора определяется окружающей средой; ток, проходящий через терморезистор, настолько мал, что не вызывает нагрева терморезистора. При этом условии терморезистор используется как датчик температуры и часто называется “термометром сопротивления”.

Способ 2. Температура терморезистора определяется степенью нагрева постоянным по величине током и условиями охлаждения. В этом случае установившаяся температура определяется условиями теплоотдачи поверхности терморезистора (скоростью движения окружающей среды – газа или жидкости – относительно терморезистора, ее плотностью, вязкостью и температурой), поэтому терморезистор может быть использован как датчик скорости потока, теплопроводности окружающей среды, плотности газов и т. п.

В датчиках такого рода происходит как бы двухступенчатое преобразование: измеряемая величина сначала преобразуется в изменение температуры терморезистора, которое затем преобразуется в изменение сопротивления.

Терморезисторы изготовляют как из чистых металлов, так и из полупроводников. Материал, из которого изготавливаются такие датчики, должен обладать высоким температурным коэффициентом сопротивления, по возможности линейной зависимостью сопротивления от температуры, хорошей воспроизводимостью свойств и инертностью к воздействиям окружающей среды. В наибольшей степени всем указанным свойствам удовлетворяет платина; в чуть меньшей – медь и никель.

По сравнению с металлическими терморезисторами более высокой чувствительностью обладают полупроводниковые терморезисторы (термисторы).

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Омические датчики

Омические датчики – это устройства, которые можно будет рассматривать, как датчик перемещения.

Таким датчиком также может считаться реостат. Многие специалисты сообщают о том, что, если перемещать ползунок реостата, тогда в этом случае его сопротивление может изменяться. Здесь перемещение ползунка можно считать входной величиной, а величина включенного в сеть омического реостата будет выходной величиной. В конструкции датчика реостатного типа также должна присутствовать определенная однозначная зависимость.

Элементы реостатного датчика

Если рассмотреть это изделие более детально, тогда можно понять, что оно состоит из следующих элементов:

Каркаса.
Сопротивления в виде намотки, которая состоит из проволоки.
Подвижного щетка, который будет скользить по поверхности сопротивления.

Сейчас реостатные датчики могут иметь 2 типа:

С бесступенчатой многооборотной обмоткой.
С секционированной намоткой.

В датчиках, которые будут иметь секционированное сопротивление во время перемещения щетки будет происходить ступенчатое изменение сопротивления. Если датчик будет иметь бесступенчатую намотку, тогда в этом случае изменение сопротивления будет плавным.

Преимущества датчиков с секционированным сопротивлением

Основным достоинством омических датчиков подобного типа считается то, что они позволяют осуществлять работу с большими токами. Этого удалось добиться благодаря тому, что работа контактов будет осуществляться в благоприятном режиме. Характеристика линейного реостатного датчика может иметь следующий вид:

R_x= (R : L)x, где:
R_x – сопротивление, которое будет включенное в цепь.
L – полная длина намотки.
R – полное сопротивление намотки.
X – перемещение щетки.

Если реостатный датчик в дальнейшем будет подключаться через схему потенциометра, тогда он получит название потенциометрический датчик.

Если вы рассмотрели схему подключения, которая представлена выше тогда могли заметить, что здесь величина напряжения, которое будет сниматься с реостата будет зависеть от положения движка. Соответственно, если движок потенциометра будет находиться в крайнем левом положении, тогда напряжение U_x, которое с него будет сниматься будет минимальным. Если движок будет перемещаться вправо, тогда в этом случае напряжение постепенно будет увеличиваться. У нас вы также можете прочесть про правильное заземление в частном доме.

Напряжение на вольтметре V будет располагаться в линейной зависимости от положения движка потенциометра.

Конструктивно реостатные датчики на сегодняшний день могут выполняться, как датчики угловых, так и линейных перемещений.

Омические датчики являются достаточно простыми. Они считаются достаточно надежными и поэтому широко распространены в технике. Здесь их будут использовать в качестве электрических датчиков механических перемещений. Погрешность реостатных датчиков определить достаточно просто. Она будет определяться:

Ступенчатостью сопротивления.
Изменением сопротивления намотки от температуры.
Неточностью технологического процесса.

Угольный датчик усилия

Чтобы измерить развиваемые усилия специальный рекомендуют использовать специальный угольный датчик. Его также можно отнести к группе омических датчиков. С его помощью у вас появится замечательная возможность преобразовывать передаваемое на него усилие электрического сопротивления. Угольный датчик будет собираться из графитовых дисков в столбик.

На конце столбиков будут располагаться контактные диски, а также упоры, через которые будет передаваться давление на диски. Электрическое сопротивление угольного датчика будет состоять из сопротивления дисков и других переходных контактных сопротивлений. Величина переходного контактного сопротивления зависит от величины сжимающей силы. Соответственно, чем больше будет сжимающая сила, тем меньше будет сопротивление.

Теперь вы точно знаете, устройство омических датчиков, а также их принцип работы. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

StroyStory.ru

Строительство, ремонт, дизайн

Как правильно выбирать освещение для квартиры Как правильно выбирать освещение для квартиры

Сегодня речь пойдет о том какие источники освещения, точнее какие типы источников освещения можно использовать современном Мы поговорим о периметральной подсветке и световых панелях и софтбоксах. Периметральная подсветка Начнем с

Варианты водоснабжения загородного дома Варианты водоснабжения загородного дома

Какие есть варианты водоснабжения загородного дома Загородная недвижимость сегодня используется более или менее постоянно. При таких обстоятельствах поддержание в доме комфортной обстановки становится актуальной задачей. Это касается и обеспечения собственного

Гидроизоляция цоколя Гидроизоляция цоколя

Гидроизоляция цокольного этажа: современные материалы и технологии Цоколь, по сути, является продолжением фундамента, его верхней частью ограждающей пространство под полом здания, поэтому на него действуют большие, нежели на стену нагрузки.

Как правильно клеить флизелиновые обои Как правильно клеить флизелиновые обои

Как выбрать и поклеить флезилиновые обои Обои из флизелина — современный отделочный материал, прекрасно зарекомендовавший себя. С его помощью можно воплотить в жизнь самые невероятные дизайнерские решения. Для отделки потолка

Как сделать опалубку своими руками? Как сделать опалубку своими руками?

Опалубкой называют форму, в которую укладывают бетонный раствор. Используют опалубку при строительстве железобетонных, бетонных конструкций домов: основания, стен, межэтажных перекрытий. Внутри конструкций монтируют каркас из арматуры. Бетон создает огромное давление

Мини-бассейн на загородном участке Мини-бассейн на загородном участке

Можно без преувеличения сказать, что практически каждый собственник загородного дома мечтает о бассейне, расположенном на участке. Это не только модно и стильно. Мини-бассейн своими руками, построенный на даче, многофункционален. Он

Расчёт объема необрезной доски с помощью кубатурника Расчёт объема необрезной доски с помощью кубатурника

Как рассчитать сколько досок в 1 кубе Необрезная доска — один из простейших видов пиломатериалов. Обычно она используется в тех случаях, когда декоративные свойства не имеют значения. Обшивки, леса, настилы,

Монтаж лестничных маршей и площадок из бетона Монтаж лестничных маршей и площадок из бетона

Одним и важнейших и основополагающих элементов многих домов являются лестничные марши. Они выполняют несколько важных функций. Первая – это, собственно, подъем и спуск людей. А вторая – это неповторимый декор,

Строительство фундамента на склоне Строительство фундамента на склоне

При строительстве дома на сложных грунтах необходимо учитывать многочисленные параметры, среди которых угол склона. Часто случается так, что поставить дом в другом месте просто не представляется возможным, поэтому склон —

Белые двери в интерьере квартиры фото Белые двери в интерьере квартиры фото

Белые межкомнатные двери в интерьере Давно ли вы делали ремонт своей квартире? Судя по тому, что вас заинтересовал заголовок этой статьи, ремонт в вашей квартире идет полным ходом. Как человеку,

Омические датчики

Омические датчики – это устройства, которые можно будет рассматривать, как датчик перемещения.

Элементы реостатного датчика

Если рассмотреть это изделие более детально, тогда можно понять, что оно состоит из следующих элементов:

Каркаса.
Сопротивления в виде намотки, которая состоит из проволоки.
Подвижного щетка, который будет скользить по поверхности сопротивления.

Сейчас реостатные датчики могут иметь 2 типа:

С бесступенчатой многооборотной обмоткой.
С секционированной намоткой.

Преимущества датчиков с секционированным сопротивлением

Rx= (R : L)x, где:
Rx – сопротивление, которое будет включенное в цепь.
L – полная длина намотки.
R – полное сопротивление намотки.
X – перемещение щетки.

Если вы рассмотрели схему подключения, которая представлена выше тогда могли заметить, что здесь величина напряжения, которое будет сниматься с реостата будет зависеть от положения движка. Соответственно, если движок потенциометра будет находиться в крайнем левом положении, тогда напряжение Ux, которое с него будет сниматься будет минимальным. Если движок будет перемещаться вправо, тогда в этом случае напряжение постепенно будет увеличиваться. У нас вы также можете прочесть про правильное заземление в частном доме.

Напряжение на вольтметре V будет располагаться в линейной зависимости от положения движка потенциометра.

Ступенчатостью сопротивления.
Изменением сопротивления намотки от температуры.
Неточностью технологического процесса.

Угольный датчик усилия

Омические (резистивные) датчики. Контактные, потенциометрические (реостатные), тензорезисторные, терморезисторные.

Датчик — это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.
Омические (резистивные) датчики — приборы, принцип действия которых основан на изменении их активного сопротивления при изменении длины I, площади сечения S или удельного сопротивления р.
Кроме того, используется зависимость величины активного сопротивления от контактного давления и освещенности фотоэлементов. В соответствии с этим омические датчики делят на группы:

контактные;
потенциометрические (реостатные);
тензорезисторные;
терморезисторные;
фоторезисторные.

Контактные датчики — это простейший вид резисторных датчиков, которые преобразуют перемещение первичного элемента в скачкообразное изменение сопротивления электрической цепи. С помощью контактных датчиков измеряют и контролируют усилия, перемещения, температуру, размеры объектов, контролируют их форму и т. д. К контактным датчикам относятся:

путевые и концевые выключатели;
контактные термометры;
электродные датчики, используемые в основном для измерения предельных уровней электропроводных жидкостей.

Контактные датчики могут работать как на постоянном, так и на переменном токе. В зависимости от пределов измерения контактные датчики могут быть однопредельными и многопредельными. Последние используют для измерения величин, изменяющихся в значительных пределах, при этом части резистора R, включенного в электрическую цепь, последовательно закорачиваются.
Недостаток контактных датчиков — сложность осуществления непрерывного контроля и ограниченный срок службы контактной системы. Но благодаря предельной простоте этих датчиков их широко применяют в системах автоматики.
Реостатные датчики представляют собой резистор с изменяющимся активным сопротивлением. Входной величиной датчика является перемещение контакта, а выходной — изменение его сопротивления. Подвижный контакт механически связан с объектом, перемещение (угловое или линейное) которого необходимо преобразовать.
Наибольшее распространение получила потенциометрическая схема включения реостатного датчика, в которой реостат включают по схеме делителя напряжения. Делителем напряжения называют электротехническое устройство для деления постоянного или переменного напряжения на части.
Делитель напряжения позволяет снимать (использовать) только часть имеющегося напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Переменный резистор, включаемый по схеме делителя напряжения, называют потенциометром.
Обычно реостатные датчики применяют в механических измерительных приборах для преобразования их показаний в электрические величины (ток или напряжение), например, в поплавковых измерителях уровня жидкостей, различных манометрах.
Датчик в виде простого реостата почти не используется вследствие значительной нелинейности его статической характеристики Iн = f(x), где Iн — ток в нагрузке.
Выходной величиной такого датчика является падение напряжения Uвых между подвижным и одним из неподвижных контактов. Зависимость выходного напряжения от перемещения х контакта Uвых = f(x) соответствует закону изменения сопротивления вдоль потенциометра. Закон распределения сопротивления по длине потенциометра, определяемый его конструкцией, может быть линейным или нелинейным.
Потенииометрические датчики, конструктивно представляющие собой переменные резисторы, выполняют из различных материалов — обмоточного провода, металлических пленок, полупроводников и т. д.
Тензорезисторы (тензометрические датчики) служат для измерения механических напряжений, небольших деформаций, вибрации. Действие тензорезисторов основано на тензоэффекте, заключающемся в изменении активного сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов под воздействием приложенных к ним усилий.
Термометрические датчики (терморезисторы) — сопротивление зависит от температуры. Терморезисторы в качестве датчиков используют двумя способами.
Способ 1. Температура терморезистора определяется окружающей средой; ток, проходящий через терморезистор, настолько мал, что не вызывает нагрева терморезистора. При этом условии терморезистор используется как датчик температуры и часто называется «термометром сопротивления».
Способ 2. Температура терморезистора определяется степенью нагрева постоянным по величине током и условиями охлаждения. В этом случае установившаяся температура определяется условиями теплоотдачи поверхности терморезистора (скоростью движения окружающей среды — газа или жидкости — относительно терморезистора, ее плотностью, вязкостью и температурой), поэтому терморезистор может быть использован как датчик скорости потока, теплопроводности окружающей среды, плотности газов и т. п.
В датчиках такого рода происходит как бы двухступенчатое преобразование: измеряемая величина сначала преобразуется в изменение температуры терморезистора, которое затем преобразуется в изменение сопротивления.
Терморезисторы изготовляют как из чистых металлов, так и из полупроводников. Материал, из которого изготавливаются такие датчики, должен обладать высоким температурным коэффициентом сопротивления, по возможности линейной зависимостью сопротивления от температуры, хорошей воспроизводимостью свойств и инертностью к воздействиям окружающей среды. В наибольшей степени всем указанным свойствам удовлетворяет платина; в чуть меньшей — медь и никель.
По сравнению с металлическими терморезисторами более высокой чувствительностью обладают полупроводниковые терморезисторы (термисторы).

Читайте также: Отделка деревянного дома

Устройство омических датчиков

Регулируемое омическое сопротивление можно рассматривать как датчик перемещения.

Омические сигнализаторы уровня: а – одного уровня; б – двух уровней; 1 – электрод; 2 – электромагнитное реле; 3 – источник питания

Таким датчиком может быть реостат.

Действительно, при перемещении ползунка реостата изменяется его сопротивление.

Здесь перемещение ползунка является входной величиной, а величина включенного в цепь омического сопротивления реостата — выходной величиной. В датчиках реостатного типа, кроме того, между перемещением движка и изменением сопротивления должна быть определенная однозначная зависимость.

Рисунок 1. Варианты конструктивного выполнения реостатных датчиков.

Основными элементами реостатного датчика (рис. 1а) являются: 1 — каркас; 2 — нанесенное на него сопротивление в виде намотки из проволоки, полупроводника или какого-либо другого проводящего материала; 3 — подвижная щетка, скользящая по поверхности сопротивления или по ряду соединенных с ним контактов.

На рис. 1 показаны омические датчики 2-х типов: а) с бесступенчатой многооборотной намоткой; б) с секционированной намоткой.

В датчиках с секционированным сопротивлением при перемещении щетки происходит ступенчатое изменение сопротивления, в то время как в датчике с бесступенчатой намоткой сравнительно плавное.

Преимуществом датчиков с секционированным сопротивлением является возможность управлять большими токами. Это обеспечивается тем, что работа контактов таких датчиков благодаря наличию шунтирующих сопротивлений происходит в наиболее благоприятном режиме.

Характеристика линейного реостатного датчика имеет вид

R_x = (R : L)x, где;
R_x— сопротивление, включенное в цепь (ом);
L — полная длина намотки (см);
R— полное сопротивление намотки (ом);
х — перемещение щетки (см).

Рисунок 2. Схема включения потенциометрического датчика.

Если реостатный датчик включен по схеме потенциометра, то он носит название потенциометрического датчика. На рис. 2 показана схема включения такого датчика. Здесь величина напряжения, снимаемого с реостата, зависит от положения движка. Действительно, если движок потенциометра находится в крайнем левом положении, то напряжение U_х, снимаемое с него, будет минимальным (практически равным 0). По мере передвижения движка вправо снимаемое напряжение будет увеличиваться, а в крайнем правом положении оно будет равно напряжению на зажимах источника, т. е. U_X=U.

Итак, напряжение на вольтметре V будет находиться в линейной зависимости от положения движка потенциометра;

Конструктивно реостатные датчики выполняются как датчики угловых и датчики линейных перемещений

Омические датчики просты, надежны в работе, а поэтому довольно широко распространены в технике в качестве электрических датчиков механических перемещений, в дистанционном следящем приводе и в счетно-решающих приборах.

Рисунок 3. Угольный датчик усилия.

Погрешность реостатных датчиков определяется ступенчатостью изменения сопротивления, изменением сопротивления намотки от температуры, неточностью технологического процесса изготовления (каркасов, намотки, зачистки контактной дорожки).

Для измерения развиваемых усилий находит применение угольный датчик, который также следует отнести к группе омических. Он позволяет преобразовывать передаваемое на него усилие в электрическое сопротивление. Угольный датчик (рис. 3 а) собирается из графитовых дисков в столбик.

На концах столбика располагаются контактные диски и упоры, через которые передается давление на диски. Электрическое сопротивление угольного датчика состоит из сопротивления самих дисков и переходных контактных сопротивлений между угольными дисками. Величина переходного контактного сопротивления зависит от величины сжимающей силы. Чем больше сила, сжимающая угольные диски, тем контактное сопротивление меньше.

На рис. 3 б приведен график зависимости сопротивления Rугольного датчика от приложенного усилия Р.