סיווג ופרמטרים בסיסיים של התקני מדידה של התקני ראשי ותוכנה

לכל מערכת בקרה אוטומטית למדידת סטיית הערך המבוקרת מערך המצב היציב יש גוף מדידה שיכול לא רק למדוד את גודל וסימן הסטייה, אלא גם להמיר סטייה זו לצורה נוחה לשימוש נוסף במערכת. לשליטה אוטומטית.

האופי הפיזי של הכמויות המווסתות מגוון מאוד, ולכן גם איברי המדידה מגוונים. עם זאת, ברוב המקרים, הפלט של מכשיר המדידה יהיה או גודל מכני (תזוזה, כוח) או כמות חשמלית (מתח, זרם, התנגדות חשמלית, קיבול, השראות, היסט פאזה וכו').

הדרישות הבאות מוטלות על מכשירי מדידה המשמשים במערכות בקרה אוטומטיות:

• אמינות בפעולה בכל התנאים שניתן להיתקל בהם בתהליך טכנולוגי מבוקר,

• את הרגישות הנדרשת

• מידות ומשקל מותרים,

• מומנטום נדרש,

• רגישות נמוכה להשפעות חיצוניות,

• אין השפעה על התהליך הטכנולוגי ועל הערך הנמדד,

• אינדיקציות חד משמעיות,

• יציבות לאורך זמן,

• התאמת אותות קלט ופלט לאותות אחרים אלמנטים של אוטומציה.

כמויות חשמל הן הקלות ביותר למדידה, לכן, במקרים רבים, כאשר מודדים כמויות לא חשמליות, מתבצע יחד עם גוף המדידה מכשיר מיוחד (מתמר) הממיר את הכמות הלא חשמלית בכניסת גוף המדידה לתוך כמות חשמלית בפלט שלה. מכשירי מדידה כאלה נקראים חיישנים.

ככלל, אין הבחנה בין המושגים של אלמנט מדידה, חיישן ואלמנט רגיש (גם שם המשפחה נמצא לעתים קרובות בספרות על בקרה אוטומטית).

הנפוצים ביותר הם חיישנים חשמליים, כלומר מכשירי מדידה עם המרה של כמות נמדדת לא חשמלית לחשמלית. בניית חיישנים אלו תלויה באופי הפיזי של הכמות הנמדדת ובעיקרון שאומצו למדידת הסטייה שלה.

סיווג מכשירי המדידה מתבצע לפי שם הערך שהם מודדים: מכשירי מדידה לרמה, לחץ, טמפרטורה, מהירות, מתח, זרם, קצב זרימה, תאורה, לחות וכו'.

חיישנים מסווגים: ראשית, לפי שם הערך הנמדד, ושנית, לפי הפרמטר שבו מומרים האותות של מכשיר המדידה, למשל, חיישני רמה קיבוליים, חיישני לחץ אינדוקטיביים, חיישני טמפרטורת ריאוסטט וכו'.

מטעמי נוחות בעת שימוש בסיווג הנחשב, ככלל, אחד השמות מושמט, מכיוון שניתן להשתמש באותו חיישן למדידת כמויות שונות שאינן חשמליות.

פרמטרים בסיסיים של החיישנים

הפרמטרים העיקריים של גוף המדידה (חיישן) המאפיינים אותו הם:

• רְגִישׁוּת

• אִינֶרצִיָה.

רגישות החיישן נקראת יחס השינוי Δy משתנה מבוקר לשינוי כמות קלט Δx:

K = Δg /ΔNS

במערכות בקרה אוטומטיות, יחס זה נקרא גם מערכת או רווח קישור (אם נחשב קישור).

לפיכך, הרגישות של אלמנט המדידה תואמת את הרווח שלו.

אינרציה של גוף המדידה (חיישן) קובעת גם את אפשרויות היישום שלו במערכות אוטומציה, שכן היא גורמת לעיכוב מסוים במדידת ערך הפרמטר הנשלט בזמן נתון. העיכוב יכול להיגרם על ידי מסת החלקים, אינרציה תרמית, השראות, קיבול ואלמנטים אחרים של החיישן עצמו.

כאשר לומדים את המאפיינים הדינמיים של מערכת בקרה אוטומטית, האינרציה של גוף המדידה ממלאת את אותו תפקיד כמו תכונות האינרציה של כל אלמנט אחר של מערכת האוטומציה. לכן, בעת בחירת חיישן, יש צורך לשים לב לא רק לרגישות שלו, אלא גם לתנופה שלו.