Transcript Senzorji in aktuatorji

DK –
Senzorji in aktuatorji
Zajemanje informacij iz okolja
Vplivanje na okolje
proces
fizikalna veličina
(npr. t, p, F, x...)
senzor
krmilnik
u, i
vhodna
enota
BUS
CPU
Slika 4.1: Blokovna shema zajemanja informacij preko senzorjev
1
DK –
Senzorji in aktuatorji
Senzorji
Senzorji
Digitalni senzorji
Večbitni senzorji
Enobitni senzorji




Kontaktni dajalniki
položaja
Induktivna in
kapacitivna
približevalna stikala
Fotoelektrični
senzorji
Ultrazvočni senzorji
Analogni senzorji

Merilniki položaja
 Analogni merilniki temperature
 Merilniki tlaka
 Merilniki sile
Tabela 4.1: Primeri senzorjev
2
DK –
Senzorji in aktuatorji
Kontaktni dajalniki končnega položaja

končna stikala

pnevmatska stikala
delovni kontakt
mirovni kontakt
vzmet
atmosferski tlak
membrana
pritisk tekočine
Slika 4.2: Nekatere izvedbe končnih stikal
Slika 4.3: Pnevmatsko stikalo
3
DK –
Senzorji in aktuatorji
Brezkontaktni dajalniki končnega položaja

induktivna približevalna stikala (samo kovine), npr. BERO

kapacitivna približevalna stikala
opazovani predmet
y
mm
6
4
dielektrična
plošča
2
oscilator
-x 4 2 0
mm
izklop
2
4 +x
mm
vklop
prožilnik
izhod
4
DK –
Senzorji in aktuatorji
a)
Fotoelektrični senzorji, ultrazvočni senzorji
b)
O
S
O
SO
S
Slika 4.6: Direktno (levo) in odbojno (desno) zajemanje svetlobe
a)
b)
5
Slika 4.7: Vpliv polarizirajočih filtrov na odhodni in dohodni žarek pri odboju od
DK –
Senzorji in aktuatorji
Večbitni dajalniki položaja
Slika 4.8: Maska inkrementalnega dajalnika (levo) in časovni poteki izhodnih signalov
v odvisnosti od smeri vrtenja (desno)
6
DK –
Senzorji in aktuatorji
Binarno merjenje temperature
Slika 4.9: Levo: bimetal v hladnem stanju – kontakt sklenjen; desno: segreti bimetal –
kontakt razklenjen
7
DK –
Senzorji in aktuatorji
Analogni senzorji temperature

Termočleni
80
70
merilno
mesto
 NiCr-CuNi tip E
60
_
U [mV]
50
 NiCr-Ni tip K
40
mV
30
+
20
 Pt13Rh-Pt tip R
priključna
točka
izenačevalna
točka
10
Slika 4.11: Princip merjenja s termočlenom
0
-10
0
200
400
600
800
T [C]
1000
1200
1400
1600
8
DK –
Senzorji in aktuatorji
Analogni senzorji temperature
Temperaturno odvisni upori; 2, 3, 4-žična vezava
400
350
300
250
R []

200
150
  R0
100
50
0
-200
-100
0
100
200
300
T [C]
400
500
600
700
800
Slika 4.12: Odvisnost upornosti od temperature za Pt100
9
DK –
Senzorji in aktuatorji
Analogni senzorji tlaka, analogni senzorji sile
gibljiva
membrana
p1
p2
Slika 4.15: Princip merjenja tlaka tekočin
Slika 4.16: Primer realizacije merilnika sile
10
DK –
Senzorji in aktuatorji
Aktuatorji
Aktuatorji
Aktuatorji, vodeni z digitalnimi signali


Releji in kontaktorji
Dvopoložajni ventili
Aktuatorji, vodeni z analognimi signali


Frekvenčni pretvorniki
Zvezno nastavljivi ventili
Tabela 4.2: Aktuatorji, ki so opisani v tem učbeniku
11
DK –
Senzorji in aktuatorji
Releji in kontaktorji
priključki
krmilne
tuljave
pomožni
kontakti
glavni
kontakti
A1
1
3
5
13 21
A2
2
4
6
14 22
Slika 4.17: Zgradba releja in primer vklopa žarnice na 230V
12
DK –
Senzorji in aktuatorji
Dvopoložajni ventili
vzmet za
zapiranje
armatura
oklep
navitje
ustje
ventila
Slika 4.18: Dvopoložajni solenoidni ventil EV210A NC
13
DK –
Senzorji in aktuatorji
Zvezno nastavljivi ventili
navitje
zaporna
vzmet
armatura
ustje
membrana
priključno
mesto
Slika 4.20: Zvezno nastavljivi ventil EV260B
14
DK –
Senzorji in aktuatorji
Pozor: prilagoditev signalnih nivojev!!!
Digitalni vhodi
DC 24 V
AC 120V/ 230V
Digitalni izhodi
DC 24 V
AC 120V/ 230V
(0.5/1/2 A)
Analogni vhodi
80 mV...10 V
3.2 mA
0/4...20 mA
Število galvansko
ločenih kanalov
8, 16, 32
4, 8, 16, 32
(elektronski/
relejni)
2, 4, 8
Dajalnik
stikalo
dvožični BERO
Napetostno/
tokovno področje
Ločljivost
(čas pretvorbe)
Pt100,
Ni100
termoelementi
9-14
bit
+
predznak
(2,5ms – 100 ms)
Analogni izhodi
10 V
0...10 V
20 mA
0/4...20 mA
2, 4
12 bit + predznak
(0,8 ms)
Tabela 4.3: Nivoji signalov za nekatere vhodne in izhodne enote družine SIMATIC S7
15