10.2. Классификация датчиков

Всё разнообразие датчиков, применяемых для измерения самых различных физических величин, можно разделить на две группы, в которых различные измеряемые параметры превращаются на выходе датчика:

1) в механическую величину (часто, перемещение);

2) в электрическую величину (непосредственно или при помощи специальной схемы).

Эти датчики бывают двух типов:

а) генераторные, на выходе которых при соответствующем виде входной величины непосредственно получается напряжение и при том без применения посторонних источников питания (например, термопара);

б) параметрические, на их выходе также получается напряжение, зависящее от величины измеряемого параметра, однако для своей работы они требуют посторонний источник питания (например, термометр сопротивления).

Каждый из этих типов датчиков обладает своими достоинствами и недостатками и имеет свою область применения. Кроме этого, все датчики разделяют по виду измеряемой величины на датчики: давления (разрежения), температуры, расхода жидкости или газа, влажности, уровня, скорости вращения, положения и т.д.

10.3. Датчики температуры низкотемпературные

Все приборы, применяемые для измерения температуры в литейном производстве, можно разделить на низкотемпературные (до 500 С) и высокотемпературные (500 С). Низкотемпературные приборы разделяют в свою очередь на термометры расширения, сопротивления и манометрические.

1 Рис. 10.1. Термометры расширения: а – стержневой (дилатометрический); б – биметаллический; в – жидкостный 0.3.1. Термометры расширения

Основаны на различии теплового расширения двух разнородных тел, разделяются на 3 группы и применяются обычно в качестве сигнализаторов (или регуляторов): стержневой, или дилатометрический (рис. 10.1, а), биметаллический (рис. 10.1, б) и жидкостный (рис. 10.1, в). В последнем используют различие теплового расширения стекла и жидкостного заполнителя.

Выполняется как с цифровыми шкалами, так и с дополнительными устройствами для автоматической сигнализации и регулирования температуры.

10.3.2. Манометрические термометры

Основаны на свойстве газов и жидкостей, заключённых в закрытый сосуд, изменять давление на стенки сосуда при изменении температуры (рис. 10.2). Характер заполнителя определяет пределы измеряемых температур. Бывают самопишущие, показывающие, сигнализирующие, регулирующие.

10.3.3. Термометры сопротивления

Основаны на изменении электри­ческого сопротивления проводников при изменении температуры. Измерительный комплекс состоит из тепловоспринимаю­щей части (металлического проводника), источника тока, измерительного устрой­ства и соединительных проводов (рис. 10.3). Д ля тепловоспринимающей части используют проводники из меди или платины, имеющие линейную зависи­мость сопротивления от температуры.

10.4. Высокотемпературные датчики

Основаны на двух физических явлениях:

1) на возникновении термоэлектродвижущей силы в паре соединённых разнородных термоэлектродов – термоэлектрические пирометры, или термопары (рис. 10.4);

2

Рис. 10.4. Термопара

) изменении излучения нагретых тел при изменении температуры измеряемой среды – пирометры излучения.

Известно, что все нагретые тела излучают в окружающую среду энергию различной длины волн. По мере изменения температуры тела меняется спектр излучения, его цвет и суммарная лучистая энергия. В зависимости от конструкции тепловоспринимающих частей и используемого принципа характеристики излучения пирометры излучения подразделяют на оптические, радиационные и цветовые.