การจำแนกประเภทและพารามิเตอร์พื้นฐานของอุปกรณ์การวัดของอุปกรณ์หลักและซอฟต์แวร์

ระบบควบคุมอัตโนมัติใด ๆ สำหรับการวัดค่าเบี่ยงเบนของค่าควบคุมจากค่าสภาวะคงตัวมีตัววัดที่ไม่เพียงสามารถวัดขนาดและเครื่องหมายของความเบี่ยงเบนเท่านั้น แต่ยังแปลงค่าเบี่ยงเบนนี้ให้อยู่ในรูปแบบที่สะดวกสำหรับการใช้งานในระบบต่อไป สำหรับการควบคุมอัตโนมัติ

ลักษณะทางกายภาพของปริมาณที่ควบคุมนั้นมีความหลากหลายมาก ดังนั้นอวัยวะการวัดจึงมีความหลากหลายเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่ เอาต์พุตของอุปกรณ์วัดจะเป็นปริมาณเชิงกล (การกระจัด แรง) หรือปริมาณทางไฟฟ้า (แรงดัน กระแส ความต้านทานไฟฟ้า ความจุ ความเหนี่ยวนำ การเลื่อนเฟส ฯลฯ)

ข้อกำหนดต่อไปนี้กำหนดไว้สำหรับอุปกรณ์การวัดที่ใช้ในระบบควบคุมอัตโนมัติ:

• ความน่าเชื่อถือในการทำงานภายใต้เงื่อนไขทั้งหมดที่สามารถพบได้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีที่มีการควบคุม

• ความไวที่ต้องการ

• ขนาดและน้ำหนักที่อนุญาต

• โมเมนตัมที่จำเป็น,

• ความไวต่ออิทธิพลภายนอกต่ำ

• ไม่มีอิทธิพลต่อกระบวนการทางเทคโนโลยีและค่าที่วัดได้

• ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจน

• ความมั่นคงเมื่อเวลาผ่านไป

• จับคู่สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตกับสัญญาณอื่นๆ องค์ประกอบอัตโนมัติ.

ปริมาณทางไฟฟ้าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการวัด ดังนั้น ในหลายกรณี เมื่อทำการวัดปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์พิเศษ (ทรานสดิวเซอร์) จะดำเนินการร่วมกับตัวการวัด ซึ่งจะแปลงปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าที่อินพุตของตัววัด เป็นปริมาณทางไฟฟ้าที่เอาต์พุต อุปกรณ์ตรวจวัดดังกล่าวเรียกว่าเซ็นเซอร์

ตามกฎแล้ว ไม่มีความแตกต่างระหว่างแนวคิดขององค์ประกอบการวัด เซ็นเซอร์ และองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน (นามสกุลมักพบในวรรณกรรมเกี่ยวกับการควบคุมอัตโนมัติ)

ที่พบมากที่สุดคือเซ็นเซอร์ไฟฟ้า นั่นคืออุปกรณ์การวัดที่มีการแปลงปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าที่วัดได้เป็นไฟฟ้า การสร้างเซ็นเซอร์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพของปริมาณที่วัดได้และหลักการที่ใช้วัดค่าความเบี่ยงเบน

การจำแนกประเภทของอุปกรณ์การวัดจะดำเนินการตามชื่อของค่าที่วัดได้: อุปกรณ์วัดระดับ ความดัน อุณหภูมิ ความเร็ว แรงดันไฟฟ้า กระแส อัตราการไหล แสงสว่าง ความชื้น ฯลฯ

เซนเซอร์ถูกจัดประเภท: ประการแรก ตามชื่อของค่าที่วัดได้ และประการที่สอง ตามพารามิเตอร์ที่แปลงสัญญาณของอุปกรณ์ตรวจวัด ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์ระดับความจุ เซนเซอร์ความดันอุปนัย เซนเซอร์อุณหภูมิรีโอสแตต เป็นต้น

เพื่อความสะดวกเมื่อใช้การจำแนกประเภทที่พิจารณา ตามกฎแล้วชื่อใดชื่อหนึ่งจะถูกละไว้ เนื่องจากสามารถใช้เซ็นเซอร์เดียวกันในการวัดปริมาณที่ไม่ใช้ไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

พารามิเตอร์พื้นฐานของเซ็นเซอร์

พารามิเตอร์หลักของตัววัด (เซ็นเซอร์) ที่แสดงลักษณะเฉพาะคือ:

• ความไว

• ความเฉื่อย

ความไวของเซ็นเซอร์เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ Δy ตัวแปรควบคุมเพื่อเปลี่ยน Δx ปริมาณอินพุต:

K = Δg / ΔNS

ในระบบควบคุมอัตโนมัติ อัตราส่วนนี้เรียกอีกอย่างว่าอัตราขยายของระบบหรือลิงค์ (หากพิจารณาลิงค์)

ดังนั้นความไวขององค์ประกอบการวัดจึงตรงกับอัตราขยาย

ความเฉื่อยของตัววัด (เซ็นเซอร์) ยังกำหนดความเป็นไปได้ของการใช้งานในระบบอัตโนมัติ เนื่องจากทำให้เกิดความล่าช้าในการวัดค่าของพารามิเตอร์ที่ควบคุม ณ เวลาที่กำหนด การหน่วงเวลาอาจเกิดจากมวลของชิ้นส่วน ความเฉื่อยทางความร้อน ความเหนี่ยวนำ ความจุ และองค์ประกอบอื่นๆ ของตัวเซ็นเซอร์เอง

เมื่อศึกษาคุณสมบัติไดนามิกของระบบควบคุมอัตโนมัติ ความเฉื่อยของตัววัดจะมีบทบาทเหมือนกับคุณสมบัติเฉื่อยขององค์ประกอบอื่นๆ ของระบบอัตโนมัติ ดังนั้นเมื่อเลือกเซ็นเซอร์ จึงจำเป็นต้องให้ความสนใจไม่เพียงแต่ความไวของเซ็นเซอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโมเมนตัมด้วย