Classificazione e parametri di base dei dispositivi di misura dei dispositivi principali e software

Qualsiasi sistema di controllo automatico per misurare la deviazione del valore controllato dal valore stazionario ha un corpo di misurazione che può non solo misurare l'entità e il segno della deviazione, ma anche convertire questa deviazione in una forma conveniente per un ulteriore utilizzo nel sistema per il controllo automatico.

La natura fisica delle grandezze regolate è molto varia, quindi anche gli organi di misura sono diversi. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, l'uscita del dispositivo di misura sarà o una grandezza meccanica (spostamento, forza) o una grandezza elettrica (tensione, corrente, resistenza elettrica, capacità, induttanza, sfasamento, ecc.).

I seguenti requisiti sono imposti ai dispositivi di misurazione utilizzati nei sistemi di controllo automatico:

• affidabilità nel funzionamento in tutte le condizioni che si possono incontrare in un processo tecnologico controllato,

• la sensibilità richiesta

• dimensioni e peso consentiti,

• slancio richiesto,

• bassa sensibilità alle influenze esterne,

• non ha alcuna influenza sul processo tecnologico e sul valore misurato,

• indicazioni inequivocabili,

• stabilità nel tempo,

• corrispondenza dei segnali di ingresso e di uscita con altri segnali elementi di automazione.

Le grandezze elettriche sono le più facili da misurare, pertanto, in molti casi, quando si misurano grandezze non elettriche, viene realizzato un dispositivo speciale (trasduttore) insieme al corpo di misura, che converte la grandezza non elettrica all'ingresso del corpo di misura in una grandezza elettrica alla sua uscita. Tali dispositivi di misurazione sono chiamati sensori.

Di norma non viene fatta alcuna distinzione tra i concetti di elemento di misura, sensore ed elemento sensibile (il cognome si trova spesso anche nella letteratura sul controllo automatico).

I più comuni sono i sensori elettrici, ovvero i dispositivi di misurazione con la conversione di una quantità non elettrica misurata in una elettrica. La costruzione di questi sensori dipende dalla natura fisica della grandezza misurata e dal principio adottato per misurarne lo scostamento.

La classificazione dei dispositivi di misura viene effettuata in base al nome del valore che misurano: dispositivi di misura per livello, pressione, temperatura, velocità, tensione, corrente, portata, illuminazione, umidità, ecc.

I sensori sono classificati: in primo luogo, dal nome del valore misurato e, in secondo luogo, dal parametro in cui vengono convertiti i segnali del dispositivo di misurazione, ad esempio sensori di livello capacitivi, sensori di pressione induttivi, sensori di temperatura del reostato, ecc.

Per comodità quando si utilizza la classificazione considerata, di norma, uno dei nomi viene omesso, poiché lo stesso sensore può essere utilizzato per misurare diverse quantità non elettriche.

Parametri base dei sensori

I principali parametri del corpo di misura (sensore) che lo caratterizzano sono:

• sensibilità

• inerzia.

La sensibilità del sensore è chiamata relazione di modifica Δy variabile controllata per modificare la quantità di ingresso Δx:

K = Δg /ΔNS

Nei sistemi di controllo automatico, questo rapporto è anche chiamato guadagno di sistema o collegamento (se si considera un collegamento).

Pertanto, la sensibilità dell'elemento di misura corrisponde al suo guadagno.

L'inerzia del corpo di misura (sensore) determina anche le possibilità della sua applicazione nei sistemi di automazione, poiché provoca un certo ritardo nella misurazione del valore del parametro controllato in un dato momento. Il ritardo può essere causato dalla massa delle parti, dall'inerzia termica, dall'induttanza, dalla capacità e da altri elementi del sensore stesso.

Quando si studiano le proprietà dinamiche di un sistema di controllo automatico, l'inerzia del corpo di misura svolge lo stesso ruolo delle proprietà inerziali di qualsiasi altro elemento del sistema di automazione. Pertanto, quando si sceglie un sensore, è necessario prestare attenzione non solo alla sua sensibilità, ma anche alla sua quantità di moto.