Pomiary przesunięcia
liniowego
i kątowego, prędkości
obrotowej, siły i naprężeń,
temperatury
Marcin Sobotka
Marcin Sobotka
2007/2008
2007/2008
Pomiary przesunięcia
liniowego
i kątowego, prędkości
obrotowej, siły i naprężeń,
temperatury
Marcin Sobotka
Marcin Sobotka
2007/2008
2007/2008
Czujnik rezystancyjny
Czujnik rezystancyjny
Potencjometr to najbardziej znany z czujników
Potencjometr to najbardziej znany z czujników
przesunięcia. Szczotka , czyli styk ślizgowy wykonuje
przesunięcia. Szczotka , czyli styk ślizgowy wykonuje
ruch prostoliniowy, obrotowy lub śrubowy przez co
ruch prostoliniowy, obrotowy lub śrubowy przez co
przyjmuje
położenie
przesunięcia
mierzonego.
przyjmuje
położenie
przesunięcia
mierzonego.
Najczęściej
potencjometr
zbudowany
jest
z
Najczęściej
potencjometr
zbudowany
jest
z
cienkiego,
izolowanego
drutu
oporowego
cienkiego,
izolowanego
drutu
oporowego
nawiniętego na izolacyjnej płytce lub pręcie. (na rys.
nawiniętego na izolacyjnej płytce lub pręcie. (na rys.
różne typy potencjometrów obrotowych)
różne typy potencjometrów obrotowych)
Schemat
Schemat
potencjometrycznego
potencjometrycznego
pomiaru przesunięcia
pomiaru przesunięcia
Jeżeli
potencjometr
będzie
Jeżeli
potencjometr
będzie
wykonany tak jak na schemacie-
wykonany tak jak na schemacie-
czyli będzie nawinięty na karkasie o
czyli będzie nawinięty na karkasie o
stałym przekroju, to rezystancja
stałym przekroju, to rezystancja
przypadająca na jednostkę długość
przypadająca na jednostkę długość
będzie stała. Napięcie na styku
będzie stała. Napięcie na styku
ślizgowym będzie się zmieniać
ślizgowym będzie się zmieniać
proporcjonalnie
do
zajmowanej
proporcjonalnie
do
zajmowanej
przez niego pozycji.
przez niego pozycji.
U wy= Uz * x/l
U wy= Uz * x/l
Zależność ta jest słuszna tylko, gdy
Zależność ta jest słuszna tylko, gdy
potencjometr nie jest obciążony.
potencjometr nie jest obciążony.
Przykładowy czujnik rezystancyjny Typ E/R-1/1 (do zastosowania w
Przykładowy czujnik rezystancyjny Typ E/R-1/1 (do zastosowania w
wodzie)
wodzie)
Czujnik
Czujnik
indukcyjnościowy
indukcyjnościowy
Czujnik indukcyjności ma bardzo
Czujnik indukcyjności ma bardzo
szerokie
zastosowanie.
szerokie
zastosowanie.
Przetwarza przesunięcie liniowe
Przetwarza przesunięcie liniowe
lub kątowe jego części ruchomej
lub kątowe jego części ruchomej
na
zmianę
indukcyjności
na
zmianę
indukcyjności
własnej lub wzajemnej cewek
własnej lub wzajemnej cewek
czujnika. Najprostszy czujnik
czujnika. Najprostszy czujnik
indukcyjnościowy
zbudowany
indukcyjnościowy
zbudowany
jest z cewki ( powietrznej lub
jest z cewki ( powietrznej lub
nawiniętej
na
nawiniętej
na
ferromagnetycznym rdzeniu) i
ferromagnetycznym rdzeniu) i
ruchomego
rdzenia
ruchomego
rdzenia
ferromagnetycznego.
ferromagnetycznego.
Różne rodzaje czujników
Różne rodzaje czujników
wraz z charakterystykami
wraz z charakterystykami
a) solenoidalny b) o zmiennej długości szczeliny c)
a) solenoidalny b) o zmiennej długości szczeliny c)
o zmiennej powierzchni szczeliny
o zmiennej powierzchni szczeliny
Czujniki
Czujniki
transformatorowe
transformatorowe
Wcześniej opisane czujniki wykorzystywały
Wcześniej opisane czujniki wykorzystywały
zmiany indukcyjności własnej. Czujniki
zmiany indukcyjności własnej. Czujniki
transformatorowe wykorzystują zależność
transformatorowe wykorzystują zależność
indukcyjności wzajemnej od przesunięcia
indukcyjności wzajemnej od przesunięcia
rdzenia. Czujnik indukcyjnościowe stosuje
rdzenia. Czujnik indukcyjnościowe stosuje
się do pomiarów przesunięć w zakresie od
się do pomiarów przesunięć w zakresie od
setnych części, nawet do kilkudziesięciu
setnych części, nawet do kilkudziesięciu
milimetrów.
Największą
dokładność
milimetrów.
Największą
dokładność
osiągają
czujniki
transformatorowe.
osiągają
czujniki
transformatorowe.
Pozwalają uzyskać dokładność nawet do
Pozwalają uzyskać dokładność nawet do
tysięcznych części milimetra.
tysięcznych części milimetra.
Czujniki pojemnościowe
Czujniki pojemnościowe
Czujnikiem takim jest kondensator, w którym
Czujnikiem takim jest kondensator, w którym
pojemność może zmieniać się na skutek przesunięcia
pojemność może zmieniać się na skutek przesunięcia
któregoś z elementów.
któregoś z elementów.
C= E*Eo* S/d
C= E*Eo* S/d
Er- przenikalność względna
Er- przenikalność względna
Eo- przenikalność dielektryczna próżni
Eo- przenikalność dielektryczna próżni
Zmiana pojemności występuje gdy zmieniamy jeden z
Zmiana pojemności występuje gdy zmieniamy jeden z
elementów wzoru. Zmianom tym w takim razie może
elementów wzoru. Zmianom tym w takim razie może
ulegać powierzchnia czynna lub odległość między
ulegać powierzchnia czynna lub odległość między
okładzinami lub przenikalność względna dielektryka.
okładzinami lub przenikalność względna dielektryka.
Schematy czujnika
Schematy czujnika
pojemnościowego
pojemnościowego
a) płaski o zmiennej odległości między okładzinami b) obrotowy o zmiennej
a) płaski o zmiennej odległości między okładzinami b) obrotowy o zmiennej
powierzchni okładzin c) płaski o zmiennej przenikalności względnej
powierzchni okładzin c) płaski o zmiennej przenikalności względnej
Czujniki ultradźwiękowe
Czujniki ultradźwiękowe
Czujniki ultradźwiękowe działają na zasadzie
Czujniki ultradźwiękowe działają na zasadzie
radaru -emitują wiązkę promieniowania (fal
radaru -emitują wiązkę promieniowania (fal
ultradźwiękowych), która po odbiciu od
ultradźwiękowych), która po odbiciu od
obiektu jest odbierana przez ten sam
obiektu jest odbierana przez ten sam
przyrząd. W czujnikach odległości mierzy
przyrząd. W czujnikach odległości mierzy
się czas między wysłaniem i odbiorem
się czas między wysłaniem i odbiorem
impulsu drgań ultradźwiękowych.
impulsu drgań ultradźwiękowych. Czujniki
ultradźwiękowe
są
stosowane
do
wykrywania obiektów, detekcji poziomów
cieczy przezroczystych i nieprzeźroczystych
przede wszystkim w środowiskach gdzie ze
względu na znaczne zabrudzenie nie jest
możliwe
zastosowanie
czujników
optycznych. Zasada pomiaru tych czujników
opiera się na pomiarze czasu upływającego
między
wysłanym
sygnałem
ultradźwiękowym a odebranym echem
odbitym od przeszkody. Czas ten jest
proporcjonalny do odległości wykrywanego
obiektu
Czujniki
Czujniki
optoelektroniczne
optoelektroniczne
Czujniki
optoelektroniczne
są
elementami
Czujniki
optoelektroniczne
są
elementami
automatyki, których działanie opiera się na
automatyki, których działanie opiera się na
zasadzie wysyłania wiązki promieni świetlnych
zasadzie wysyłania wiązki promieni świetlnych
przez nadajnik i odbieraniu jej przez odbiornik.
przez nadajnik i odbieraniu jej przez odbiornik.
Czujniki te reagują na obiekty, które przecinają
Czujniki te reagują na obiekty, które przecinają
wiązkę
światła
pomiędzy
nadajnikiem
a
wiązkę
światła
pomiędzy
nadajnikiem
a
odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu.
odbiornikiem lub na wiązkę odbitą od obiektu.
Stosowane są m.in. do kontroli położenia
Stosowane są m.in. do kontroli położenia
ruchomych
części
maszyn,
identyfikacji
ruchomych
części
maszyn,
identyfikacji
obiektów znajdujących się w zasięgu działania
obiektów znajdujących się w zasięgu działania
czujników,
np.
przesuwające
się
taśmy
czujników,
np.
przesuwające
się
taśmy
transportowe, określenie poziomu cieczy i
transportowe, określenie poziomu cieczy i
materiałów sypkich.
materiałów sypkich.
Pomiary prędkości
Pomiary prędkości
obrotowej
obrotowej
1) Prądnice tachometryczne to małe maszyny
1) Prądnice tachometryczne to małe maszyny
elektryczne przeznaczone do pomiaru prędkości
elektryczne przeznaczone do pomiaru prędkości
obrotowej lub przetwarzania ruchu obrotowego
obrotowej lub przetwarzania ruchu obrotowego
na wielkość elektryczną. Ze względu na zasadę
na wielkość elektryczną. Ze względu na zasadę
działania prądnice tachometryczne mogą być
działania prądnice tachometryczne mogą być
wykonywane jako maszyny prądu stałego lub
wykonywane jako maszyny prądu stałego lub
zmiennego
(indukcyjne
i
synchroniczne).
zmiennego
(indukcyjne
i
synchroniczne).
Zmiana kierunku wirowania powoduje w
Zmiana kierunku wirowania powoduje w
przypadku prądu stałego zmianę biegunowości,
przypadku prądu stałego zmianę biegunowości,
a w przypadku prądu przemiennego zmianę fazy
a w przypadku prądu przemiennego zmianę fazy
napięcia wyjściowego.
napięcia wyjściowego.
Prądnice tachometryczne mogą być
Prądnice tachometryczne mogą być
stosowane :
stosowane :
-
do pomiaru prędkości obrotowej
do pomiaru prędkości obrotowej
-
do pomiaru liczby obrotów lub drogi
do pomiaru liczby obrotów lub drogi
-
jako źródło napięcia sterującego w
jako źródło napięcia sterującego w
układach regulacji i sterowania
układach regulacji i sterowania
Prądnica tachometryczna
Prądnica tachometryczna
prądu stałego
prądu stałego
Składa się z części nieruchomej zwanej
Składa się z części nieruchomej zwanej
stojanem i z części ruchomej, zwanej
stojanem i z części ruchomej, zwanej
wirnikiem. Wirnik służy do wytwarzania
wirnikiem. Wirnik służy do wytwarzania
prądu elektrycznego. Wiruje on w polu
prądu elektrycznego. Wiruje on w polu
magnetycznym
wytwarzanym
przez
magnetycznym
wytwarzanym
przez
magnes stały lub uzwojenie stojana
magnes stały lub uzwojenie stojana
zasilane zewnętrznym źródłem prądu
zasilane zewnętrznym źródłem prądu
stałego.
Napięcie
elektryczne
jest
stałego.
Napięcie
elektryczne
jest
odbierane z komutatora znajdującego się
odbierane z komutatora znajdującego się
na osi wirnika przy pomocy szczotek
na osi wirnika przy pomocy szczotek
grafitowych, umieszczonych na stojanie.
grafitowych, umieszczonych na stojanie.
Budowa prądnicy
Budowa prądnicy
tachometrycznej prądu
tachometrycznej prądu
stałego
stałego
Budowa prądnicy tachometrycznej prądu stałego: a) ze wzbudzeniem
elektromagnetycznym ; b) ze wzbudzeniem magnesem trwałym; 1 – uzwojenie
wzbudzenia, 2 – magnes trwały , 3 – nabiegunniki , 4 – wirnik , 5 – komutator , 6
– szczotki
Enkodery
Enkodery
Enkoder
to
urządzenie
przetwarzające
Enkoder
to
urządzenie
przetwarzające
przesunięcie i pozycję kątową na sygnał
przesunięcie i pozycję kątową na sygnał
elektryczny.
Enkodery
powszechnie
elektryczny.
Enkodery
powszechnie
wykorzystuje
się
we
wszelkiego
rodzaju
wykorzystuje
się
we
wszelkiego
rodzaju
maszynach
i
liniach
produkcyjnych
do
maszynach
i
liniach
produkcyjnych
do
precyzyjnego pomiaru prędkości, przesunięcia,
precyzyjnego pomiaru prędkości, przesunięcia,
odległości czy przebytej drogi. Stosując enkoder
odległości czy przebytej drogi. Stosując enkoder
można zmierzyć obrót dokonany przez dany
można zmierzyć obrót dokonany przez dany
element – część maszyny albo poddawany
element – część maszyny albo poddawany
obróbce detal, ilość wykonanych obrotów, jak też
obróbce detal, ilość wykonanych obrotów, jak też
za pośrednictwem przekładni mechanicznych
za pośrednictwem przekładni mechanicznych
również
przebytą
odległość
w
ruchu
również
przebytą
odległość
w
ruchu
postępowym.
postępowym.
Enkodery absolutne
Enkodery absolutne
Zasada działania opiera się na
Zasada działania opiera się na
przyporządkowaniu
odpowiednim
wartościom
kąta,
przyporządkowaniu
odpowiednim
wartościom
kąta,
kodowanych wartości liczbowych. Na wałku napędowym
kodowanych wartości liczbowych. Na wałku napędowym
znajduje się tarcza kodowa, która zawiera w formie kodu
znajduje się tarcza kodowa, która zawiera w formie kodu
wartości liczbowe odpowiadające przesunięciom kątowym.
wartości liczbowe odpowiadające przesunięciom kątowym.
Pozwala to na zadawanie wartości absolutnych w dowolnym
Pozwala to na zadawanie wartości absolutnych w dowolnym
momencie, bez konieczności porównywania z punktem
momencie, bez konieczności porównywania z punktem
odniesienia Enkoder absolutny pozwala określić dokładną
odniesienia Enkoder absolutny pozwala określić dokładną
informację o pozycji po ponownym uruchomieniu, gdy zanikło
informację o pozycji po ponownym uruchomieniu, gdy zanikło
napięcie zasilania systemu lub enkodera. Jeżeli po zaniku
napięcie zasilania systemu lub enkodera. Jeżeli po zaniku
zasilania miał miejsce jakikolwiek ruch mechaniczny,
zasilania miał miejsce jakikolwiek ruch mechaniczny,
faktyczna pozycja mechaniczna jest odczytana natychmiast po
faktyczna pozycja mechaniczna jest odczytana natychmiast po
odzyskaniu zasilania. Dostępne są dwa rodzaje enkoderów
odzyskaniu zasilania. Dostępne są dwa rodzaje enkoderów
absolutnych: jednoobrotowe i wieloobrotowe. W enkoderze
absolutnych: jednoobrotowe i wieloobrotowe. W enkoderze
jednoobrotowym, dzielony jest jeden obrót wału na
jednoobrotowym, dzielony jest jeden obrót wału na
odpowiednią ilość kroków i pomiar wielkości powtarza się po
odpowiednią ilość kroków i pomiar wielkości powtarza się po
jednym obrocie. W enkoderze wieloobrotowym pomiar
jednym obrocie. W enkoderze wieloobrotowym pomiar
wielkości jest wynikiem pozycji kątowej i liczby obrotów wału.
wielkości jest wynikiem pozycji kątowej i liczby obrotów wału.
Enkoder absolutny
Enkoder absolutny
Pomiary sił i naprężeń
Pomiary sił i naprężeń
1) Dynamometr- to przyrząd do
1) Dynamometr- to przyrząd do
pomiaru wartości działającej siły.
pomiaru wartości działającej siły.
Zasada jego działania najczęściej
Zasada jego działania najczęściej
opiera się na prawie Hooke'a, które
opiera się na prawie Hooke'a, które
mówi, że odkształcenie elementu
mówi, że odkształcenie elementu
sprężystego jest proporcjonalne do
sprężystego jest proporcjonalne do
wartości
działającej
siły.
W
wartości
działającej
siły.
W
zależności od konstrukcji rozróżnia
zależności od konstrukcji rozróżnia
się
dynamometry
mechaniczne,
się
dynamometry
mechaniczne,
hydrauliczne i elektromechaniczne.
hydrauliczne i elektromechaniczne.
(na
rysunku
dynamometr
(na
rysunku
dynamometr
sprężynowy)
sprężynowy)
Przetworniki
Przetworniki
piezoelektryczne
piezoelektryczne
2) Piezoelektryczne przetworniki to
2) Piezoelektryczne przetworniki to
elementy techniczne, w których
elementy techniczne, w których
wykorzystuje się odwrotne zjawisko
wykorzystuje się odwrotne zjawisko
piezoelektryczne dla bezpośredniego
piezoelektryczne dla bezpośredniego
przetworzenia energii mechanicznej
przetworzenia energii mechanicznej
w energię elektryczną (lub proste
w energię elektryczną (lub proste
zjawisko piezoelektryczne dla
zjawisko piezoelektryczne dla
przeciwnej zamiany).
przeciwnej zamiany).
Tensometry
Tensometry
rezystancyjne
rezystancyjne
3) Tensometr rezystancyjny służy do pomiaru
3) Tensometr rezystancyjny służy do pomiaru
odkształceń mechanicznych. W tensometrze
odkształceń mechanicznych. W tensometrze
tym rezystancja zależy od odkształcenia
tym rezystancja zależy od odkształcenia
mechanicznego. Drut poddany działaniu siły
mechanicznego. Drut poddany działaniu siły
F odkształca się zwiększając długość o delta
F odkształca się zwiększając długość o delta
l i zmniejszając przekrój o delta S. Jeżeli
l i zmniejszając przekrój o delta S. Jeżeli
rezystancja drutu o rezystywności p wynosi
rezystancja drutu o rezystywności p wynosi
---
---
To pod działaniem siły F, pod wpływem
To pod działaniem siły F, pod wpływem
zwiększania długości l i zmniejszaniu
zwiększania długości l i zmniejszaniu
przekroju S rezystancja zwiększa się o delta
przekroju S rezystancja zwiększa się o delta
R. Zmiana rezystancji może nastąpić
R. Zmiana rezystancji może nastąpić
podczas zmiany rezystywności. Jednak taka
podczas zmiany rezystywności. Jednak taka
zmiana jest pomijalna dla metali i ma
zmiana jest pomijalna dla metali i ma
znaczenie tylko w tensometrach
znaczenie tylko w tensometrach
półprzewodnikowych, które zbudowane są z
półprzewodnikowych, które zbudowane są z
krzemu lub germanu (tensometry te mają
krzemu lub germanu (tensometry te mają
czułość ok.. 100 razy większą niż
czułość ok.. 100 razy większą niż
metaliczne).
metaliczne).
Różne rodzaje
Różne rodzaje
tensometrów
tensometrów
Układy pomiarowe
Układy pomiarowe
Włączenia jednego, dwóch lub czterech tensometrów sprawia
Włączenia jednego, dwóch lub czterech tensometrów sprawia
że prąd Ig = 0. jeżeli jednak na tensometry będą działać
że prąd Ig = 0. jeżeli jednak na tensometry będą działać
odpowiednie naprężenia to prąd lub napięcie będzie różne
odpowiednie naprężenia to prąd lub napięcie będzie różne
od zera. Występują 3 przypadki włączenia tensometrów.
od zera. Występują 3 przypadki włączenia tensometrów.
1) Z jednym tensometrem (układ pół mostka) rzadko używany
1) Z jednym tensometrem (układ pół mostka) rzadko używany
, ponieważ charakteryzuje się słabą czułością S=0,25
, ponieważ charakteryzuje się słabą czułością S=0,25
2) Z dwoma tensometrami (układ pół
2) Z dwoma tensometrami (układ pół
mostka) – na każdy z tensometrów
mostka) – na każdy z tensometrów
działają naprężenia o przeciwnych
działają naprężenia o przeciwnych
kierunkach
(np.
ściskanie
i
kierunkach
(np.
ściskanie
i
rozciąganie) , mają czułość równą
rozciąganie) , mają czułość równą
0,5 i mniejszą nieliniowość.
0,5 i mniejszą nieliniowość.
3) Z czterema tensometrami – występują
3) Z czterema tensometrami – występują
w nim 2 tensometry o dodatnim
w nim 2 tensometry o dodatnim
kierunku zmian rezystancji i dwa o
kierunku zmian rezystancji i dwa o
ujemnym kierunku zmian rezystancji.
ujemnym kierunku zmian rezystancji.
Układ ten charakteryzuje się
Układ ten charakteryzuje się
największą czułością równą 1 .
największą czułością równą 1 .
Tensometry
Tensometry
półprzewodnikowe
półprzewodnikowe
Tensometry półprzewodnikowe dzielą się
Tensometry półprzewodnikowe dzielą się
na dwa rodzaje :
na dwa rodzaje :
- monokrystaliczne ,wykonane z cienkich
- monokrystaliczne ,wykonane z cienkich
( o grubości ok.. 0.1-0.2 mm) pasków
( o grubości ok.. 0.1-0.2 mm) pasków
wycinanych z monokryształów krzemu
wycinanych z monokryształów krzemu
lub germanu
lub germanu
- cienkowarstwowe, otrzymywane przez
- cienkowarstwowe, otrzymywane przez
naparowywanie bizmutu, germanu lub
naparowywanie bizmutu, germanu lub
tensometry półprzewodnikowe na
tensometry półprzewodnikowe na
elastycznym podłożu neutralnym
elastycznym podłożu neutralnym
Pomiary temperatury
Pomiary temperatury
1) Przeliczenie ze stopni Celsjusza na stopnie Kelvina :
1) Przeliczenie ze stopni Celsjusza na stopnie Kelvina :
TK=TC+273,16
TK=TC+273,16
TC- stopnie Celsjusza
TC- stopnie Celsjusza
TK- stopnie Kelvina
TK- stopnie Kelvina
2) Przeliczenie ze stopni Kelvina na stopnie Celsjusza:
2) Przeliczenie ze stopni Kelvina na stopnie Celsjusza:
TC= 5/9 ( TF – 32)
TC= 5/9 ( TF – 32)
Termometr rezystancyjny
Termometr rezystancyjny
Termometr
rezystancyjny
–
przyrząd
do
pomiaru
Termometr
rezystancyjny
–
przyrząd
do
pomiaru
temperatury w którym wykorzystywana jest zależność
temperatury w którym wykorzystywana jest zależność
rezystancji
metali
(
np.
platyny,
niklu)
oraz
rezystancji
metali
(
np.
platyny,
niklu)
oraz
półprzewodników od temperatury.
półprzewodników od temperatury.
Przykładowe oporniki :
Przykładowe oporniki :
-Pt 100 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 100 Ω w
-Pt 100 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 100 Ω w
0 °C
0 °C
-Pt 500 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 500 Ω w
-Pt 500 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 500 Ω w
0 °C
0 °C
-Pt1000 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 1000 Ω
-Pt1000 – opornik platynowy o wartości pomiarowej 1000 Ω
w 0 °C
w 0 °C
-Ni 100 - opornik niklowy o wartości pomiarowej 100 Ω w 0
-Ni 100 - opornik niklowy o wartości pomiarowej 100 Ω w 0
°C
°C
Dla czujników
Dla czujników rezystancyjnych metalowych
przyjmuje się następujące równanie opisujące
zależność zmian rezystancji od temperatury.
Gdzie:
-Ro - rezystancja czujnika w temp odniesienia
-to -temperatura odniesienia
-α -współczynnik zmiany rezystancji z
temperaturą
Termistory
Termistory
Termistory to termorezystory
Termistory to termorezystory
półprzewodnikowe wykonywane z mieszanin
półprzewodnikowe wykonywane z mieszanin
tlenków metali w kształcie płytek, prętów i
tlenków metali w kształcie płytek, prętów i
kulek z metalowymi wyprowadzeniami.
kulek z metalowymi wyprowadzeniami.
Rezystancja termistorów w temperaturze 20
Rezystancja termistorów w temperaturze 20
stopni C wynosi R=20
stopni C wynosi R=20
Ω
Ω
do 200k
do 200k
Ω
Ω
. Czułość
. Czułość
termistorów w zakresie temperatury od
termistorów w zakresie temperatury od
-100
-100
°C
°C
do +50
do +50
°C
°C
jest ok. 10 razy większa
jest ok. 10 razy większa
niż czułość termorezystorów metalowych.
niż czułość termorezystorów metalowych.
Termistory NTC
Termistory NTC
Termistory NTC (Negative Temperature Coefficient-
Termistory NTC (Negative Temperature Coefficient-
ujemny
temperaturowy
współczynnik)
.
ujemny
temperaturowy
współczynnik)
.
Rezystancja tych termistorów maleje wykładniczo
Rezystancja tych termistorów maleje wykładniczo
ze wzrostem temperatury wg zależności :
ze wzrostem temperatury wg zależności :
Gdzie :
Gdzie :
-
A, B są stałymi zależnymi od rodzaju materiału i
A, B są stałymi zależnymi od rodzaju materiału i
wymiarów półprzewodnika
wymiarów półprzewodnika
-
T jest bezwzględną temperaturą termistora
T jest bezwzględną temperaturą termistora
R
A exp
B
T
T
Termistory PTC
Termistory PTC
Termistory PTC ( Positive
Termistory PTC ( Positive
Temperature Coefficient) to
Temperature Coefficient) to
elementy o dodatnim
elementy o dodatnim
temperaturowym współczynniku
temperaturowym współczynniku
rezystancji. To tzw. pozystor -wzrost
rezystancji. To tzw. pozystor -wzrost
temperatury powoduje wzrost
temperatury powoduje wzrost
rezystancji .
rezystancji .
Termistory CTR
Termistory CTR
Termistory CTR (Critical Temperature
Termistory CTR (Critical Temperature
Resistor) termistory o bardzo dużym
Resistor) termistory o bardzo dużym
dodatnim
temperaturowym
dodatnim
temperaturowym
współczynniku rezystancji w bardzo
współczynniku rezystancji w bardzo
małym przedziale temperatury. Są
małym przedziale temperatury. Są
stosowane w układach stabilizacji
stosowane w układach stabilizacji
temperatury.
temperatury.
Charakterystyka zależności U = f (I) przy T
Charakterystyka zależności U = f (I) przy T
= const. dla termistora
= const. dla termistora
Czujniki
Czujniki
termoelektryczne
termoelektryczne
Czujniki termoelektryczne (ogniwa
termoelektryczne), których działanie
jest oparte na zjawisku powstawania
siły elektromotorycznej w miejscu
styku dwóch metali, stosowane do
pomiarów temperatury i energii
świetlnej,
zwłaszcza
w
zakresie
promieniowania podczerwonego.
Termoelementy
Termoelementy
Termoelementy należą do najpopularniejszych przyrządów
do pomiaru temperatury. Jest to spowodowane bardzo
szerokim
zakresem
pomiarowym,
możliwością
wykonywania pomiarów punktowych, dużą ilością różnych
wykonań specjalnych. Działanie termoelementu oparte
jest o odkryte przez Seebecka zjawisko termoelektryczne.
Polega ono na przepływie prądu elektrycznego w
obwodzie zamkniętym utworzonym przez dwa różne
metale (na rys nikiel-aluminium z niklem-chromem).
Warunkiem przepływu prądu jest różnica temperatur
spoin tych metali. Jeżeli taki obwód zostanie otwarty to na
końcach otrzymamy siłę termoelektryczną zależną od
różnicy temperatur i rodzaju użytych metali.
Termopara
Termopara
Na styku dwu metali A i B pojawia się
różnica
potencjałów.
W
oznaczeniu
termopary
zawsze
jako
pierwszy
wymienia się metal o wyższym potencjale.
Pirometry
Pirometry
Pirometry służą do pomiarów temperatury
Pirometry służą do pomiarów temperatury
metodą bezstykową, promieniowanie cieplne
metodą bezstykową, promieniowanie cieplne
jest skupiane za pomocą soczewki na
jest skupiane za pomocą soczewki na
czujniku
promieniowania
cieplnego
czujniku
promieniowania
cieplnego
(fototranzystor,
termorezystor,
(fototranzystor,
termorezystor,
termoelement). Proste pirometry mierzą ilość
termoelement). Proste pirometry mierzą ilość
energii
emitowanej
poprzez
pomiar
energii
emitowanej
poprzez
pomiar
temperatury elementu, na który pada
temperatury elementu, na który pada
promieniowanie. Do pomiaru temperatur
promieniowanie. Do pomiaru temperatur
powyżej 600°C używane są pirometry
powyżej 600°C używane są pirometry
optyczne
optyczne
Źródła
Źródła
1. J. Kostro - Pomiary wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi
1. J. Kostro - Pomiary wielkości nieelektrycznych metodami elektrycznymi
2. J. Kostro - Elementy, urządzenia i układy automatyki
2. J. Kostro - Elementy, urządzenia i układy automatyki
3. J. Parchański - Miernictwo elektryczne i elektroniczne
3. J. Parchański - Miernictwo elektryczne i elektroniczne
4. Materiały z lekcji przedmiotów zawodowych.
4. Materiały z lekcji przedmiotów zawodowych.
LINKI:
LINKI:
http://pl.wikipedia.org/wiki/Pirometr
http://pl.wikipedia.org/wiki/Pirometr
http://www.corrpol.pl/czujniki.htm
http://www.corrpol.pl/czujniki.htm
http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika:Variable_modstande.jpg
http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika:Variable_modstande.jpg
http://www.sterowniki.pl/index.php?option=News&task=viewarticle&sid=92
http://www.sterowniki.pl/index.php?option=News&task=viewarticle&sid=92
http://www.kmpkm.ps.pl/pub/Mechanika/Wytrzymalosc_Materialow/Laboratorium_z_Wytrzymal
http://www.kmpkm.ps.pl/pub/Mechanika/Wytrzymalosc_Materialow/Laboratorium_z_Wytrzymal
osci_Materialow/Tensometry/Tensometry.pdf
osci_Materialow/Tensometry/Tensometry.pdf
http://www.exalt.pl/przetworniki/download/tensometria_4.pdf
http://www.exalt.pl/przetworniki/download/tensometria_4.pdf
http://pl.wikipedia.org/wiki/Termometr_rezystancyjny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Termometr_rezystancyjny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Termometr_rezystancyjny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Termometr_rezystancyjny
http://wapedia.mobi/pl/Termistor
http://wapedia.mobi/pl/Termistor
http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika:Seebeck_effect_circuit.png
http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika:Seebeck_effect_circuit.png
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_piezoelektryczny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_piezoelektryczny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Zjawisko_piezoelektryczne
http://pl.wikipedia.org/wiki/Zjawisko_piezoelektryczne
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_indukcyjny
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_indukcyjny
http://www.trautomatyka.pl/temperatura/wprowadzenie_rezystancyjne.pdf
http://www.trautomatyka.pl/temperatura/wprowadzenie_rezystancyjne.pdf
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_pojemno%C5%9Bciowy
http://pl.wikipedia.org/wiki/Czujnik_pojemno%C5%9Bciowy
http://www.sigma-not.pl/publikacja-24043-czujniki-ultrad%C5%BAwi%C4%99kowe-w-
http://www.sigma-not.pl/publikacja-24043-czujniki-ultrad%C5%BAwi%C4%99kowe-w-
praktyce-maszyny-technologie-materialy-2007-1.html
praktyce-maszyny-technologie-materialy-2007-1.html
