Obsah
Téma č. 9 SNÍMAČE A PREVODNÍKY
Úloha 9.1
- Vysvetliť význam, úlohu merania.
- Nakresliť a vysvetliť časti meracieho systému.
- Rozdeliť senzory podľa druhu veličín, podľa snímanej veličiny.
- Opísať vlastností snímačov.
Úloha 9.2
- Nakresliť a vysvetliť odporový snímač polohy s reostatom.
- Nakresliť a vysvetliť odporový snímač polohy s potenciometrom.
Úloha 9.3
- Vysvetliť Hallov jav, Hallov senzor.
- Uviesť príklady použitia Hallovho senzora.
Úloha 9.1
Vysvetliť význam, úlohu merania.
Úlohou merania je získavať informácie o stave mechatronického systému, a tieto informácie sú ďalej používané na jeho riadenie. Každý merací systém sa skladá zo snímacej časti, prevodníka a vysielacej časti.
Nakresliť a vysvetliť časti meracieho systému.
Snímacia časť – funkčný prvok reagujúci na určitú meranú fyzikálnu veličinu. Poskytuje signál, ktorý zodpovedá meranej veličine.
Prevodník – prevádza, mení signál zo snímacej časti na iný. Napr. mení analógový signál na číslicový.
Vysielacia časť – zosilňuje a upravuje signál z prevodníka na požadovaný výstupný tvar.
Vo väčšine prípadov celý merací systém je združený do jedného celku.
Senzor – zlučuje celý merací systém, na jeho výstupe je signál závislý určitým spôsobom od vstupnej meranej veličiny a má dané požadované parametre.
Snímač – samotná snímacia časť v senzore, je na začiatku meracieho systému
Rozdeliť senzory podľa druhu veličín, podľa snímanej veličiny.
mechanický – vzdialenosť, rýchlosť, veľkosť, sila … -
tepelný – vplyv teploty na materiály
elektrický – vplyv na elektrické parametre, napr. prúd, napätie, odpor, kapacita …
magnetický – magnetické parametre, napr. intenzita mag. poľa a magnetický tok …
chemický – pôsobí na vnútornú štruktúru hmoty
Opísať vlastností snímačov.
Charakteristické vlastnosti snímačov
- Presnosť – aká je maximálna odchýlka nameranej výstupnej hodnoty od skutočnej hodnoty.
- Opakovateľnosť merania – rozdiel nameraných hodnôt pri meraní tej istej vstupnej veličiny.
- Linearita – udáva vernosť sledovania priamkovej závislosti výstupu od vstupu.
- Citlivosť – akú najmenšiu zmenu vstupnej veličiny dokáže snímač zaregistrovať.
- Merací rozsah – v akom rozsahu dokáže snímač zosnímať vstupnú veličinu .
Úloha 9.2
Nakresliť a vysvetliť odporový snímač polohy s reostatom.
jazdec delí celkový odpor R na dve časti R1 a R2. Výstupnou veličinou je napätie , ktoré je dané Ohmovým zákonom. Závislosť výstupu od vstupu je lineárna v ideálnom prípade, ale prúd prechádzajúci cez merací voltmeter vnáša do merania skreslenie. Závislosť sa stáva nelineárnou.
Nakresliť a vysvetliť odporový snímač polohy s potenciometrom.
výstupnou veličinou je prúd. Nevýhodou je veľká nelinearita a nemožnosť dosiahnutia nulových hodnôt. Prúd je závislý od polohy jazdca a ten od meranej polohy. Závislosť je vyjadrená Ohmovým zákonom.
Úloha 9.3
Vysvetliť Hallov jav, Hallov senzor.
Hallov jav je vznik potenciálového rozdielu na elektródach polovodičovej doštičky, ktorou prechádza elektrický prúd a súčasne sa nachádza v magnetickom poli s magnetickou indukciou neparalelnou (často kolmo pôsobiacou) so smerom vektoru prúdovej hustoty, charakterizovanom tzv. Hallovým napätím. Hallova sonda je elektronická súčiastka, ktorá využíva tzv. Hallov jav. Používa sa na meranie veľkosti a orientácie magnetických polí, meranie veľkých js. prúdov, spínanie vinutí v elektromotoroch, a veľmi často ich nájdeme v bezkontaktnej klávesnici.
Uviesť príklady použitia Hallovho senzora.
V automobilovom priemysle je časté využitie ako snímače mechanických veličín (poloha, otáčky, zrýchlenie) apod.