Датчики как основные элементы автоматики. Работа №35309

Одним из главных элементов автоматики являются датчики.

Человек глазами воспринимает форму, размеры и цвет окружающих предметов, ушами слышит звуки, носом чувствует запахи. Обычно говорят о пяти видах ощущений, связанных со зрением, слухом, обонянием, вкусом и осязанием. Для формирования ощущений человеку необходимо внешнее раздражение определенных органов - "датчиков чувств".

В автоматике для приема информации служат датчики электрических и неэлектрических величин. Таким образом, контролируется температура, механические перемещения, наличие или отсутствие предметов, давление, расходы жидкостей и газов, скорость вращения и т.п.

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Одними из первых появились жидкостные датчики давления прямого действия, использующие принцип измерения высоты столба жидкости в закрытом с одного конца сосуде (стеклянной трубке) в зависимости от давления среды, прилагаемого с другой стороны трубки.

Существовало мнение, что вакуумный насос может поднять столб жидкости на любую высоту. Оказалось, что это не так. Ртуть, налитая в стеклянную трубку длиной 1 м, при погружении второго конца этой трубки в сосуд с ртутью опустилась на отметку 760 мм. Однако вскоре было замечено, что при изменении атмосферного давления высота столба ртути колебалась между отметками 740-780 мм без внешнего воздействия экспериментатора. Так родился первый ртутный манометр, а величина атмосферного давления была принята равной 760 мм ртутного столба на уровне моря.

Следующий эксперимент был поставлен в Италии, где вакуумным насосом пытались поднять столб воды на высоту 25 м. Однако он поднялся только на высоту 10,33 м, и никакие усилия не позволяли ему подняться выше, пока в нижний патрубок не было подано дополнительное давление от насоса нагнетания.

Так родились два первых датчика - давления и дифференциального давления - и две шкалы - мм ртутного столба и мм водяного столба. При переходе к международной системе СИ - не очень удобные шкалы бытовых наглядных измерений мм ртутного столба и мм водяного столба были вначале заменены на технически рациональные единицы кгс/м2., кгс/см2 и далее на системные единицы Па.

1 мм водяного столба = 1 кгс/м2 = 9,80665 Па.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

Самыми распространенными являются датчики освещенности. Датчик освещенности - это устройство автоматического управления источниками света, в зависимости от уровня освещенности окружающего пространства. Иными словами, датчик освещенности - это выключатель, работающий в автоматическом режиме, включающий и выключающий свет при достижении определенной степени освещенности в месте его установки.