Traductoare

Din prezentarea structurii sistemelor automate în cap. 1., s-a văzut că dispozitivul de automatizare cuprinde o serie de elemente specifice ca: traductoare, elemente de execuţie, regulatoare, elemente auxiliare (amplificatoare, circuite de măsură, convertoare, etc.).

Traductoarele, cunoscute frecvent sub numele de elemente de măsură sunt destinate pentru măsurarea mărimilor conduse [20, 21, 55] şi a unor mărimi semnificative pe baza cărora se pune în evidenţă echilibrul proceselor. Prin intermediul lor, vom obţine informaţiile necesare conducerii automate a proceselor în circuit închis, fiind montate de regulă pe bucla de reacţie.

3.1. Generalităţi, performanţe, clasificare

Traductoarele sunt elemente din structura sistemelor automate care au rolul de a măsura valorile parametrului reglat şi de a converti acest parametru (mărime) într-o mărime fizică ce este compatibilă cu mărimea de intrare în elementul următor al sistemului. Traductoarele se compun din elementul sensibil şi elementul traductor , conform figurii 3.1.

Elementul sensibil efectuează operaţia de măsurare propriu-zisă, iar elementul traductor asigură transformarea semnalului într-un alt semnal, în general electric sau pneumatic, unificat, semnal ce e pretează pentru transmiterea la distanţă.

Performanţele traductoarelor pot fi apreciate pe baza următoarelor caracteristici:

- Sensibilitatea reprezintă limita raportului dintre variaţia infinit mică a mărimii de ieşire şi cea de intrare, când ultima tinde spre zero, adică:

(3.1)

Este necesar ca această sensibilitate să fie constantă pe tot domeniul de măsură, adică elementul să fie liniar, în caz contrar sensibilitatea putându-se defini în jurul oricărui punct de funcţionare. În mod normal, elementele de măsurat prezintă un anumit prag de sensibilitate, adică o valoare limită i sub care nu mai apare o mărime măsurabilă la ieşire.

- Precizia se defineşte ca valoarea relativă a erorii exprimată în procente:

(3.2)

obişnuit elementele de măsurat din sistemele automate având clase de precizie de 0,2  1,5 %, fiind necesar să fie cu cel puţin un ordin de mărime superioară preciziei reglajului în ansamblu.

- Liniaritatea se referă la aspectul caracteristicii statice a elementelor şi, această caracteristică nu trebuie să prezinte curburi şi histerezis pe tot domeniul de variaţie al mărimilor de intrare şi ieşire.

-Comportarea dinamică. Această caracteristică se referă la capacitatea elementului de a reproduce cât mai exact şi fără întârziere variaţiile mărimii măsurate. Se apreciază pe baza funcţiei de transfer a elementului, adică pe baza constantelor de timp ce intervin sau, uneori pe baza benzii de trecere

-Reproductibilitate, reprezintă proprietatea elementelor de a-şi menţine neschimbate caracteristicile statice şi dinamice pe o perioadă cât mai lungă de timp, în anumite condiţii de mediu admisibile.

-Timpul de răspuns reprezintă intervalul de timp în care un semnal aplicat la intrare se va resimţi la ieşirea elementului. Acest timp poate fi oricât de mic, dar niciodată nul, putând fi asimilat cu inerţia.

-Gradul de fineţe se caracterizează prin cantitatea de energie absorbită de traductor din mediul de măsură, recomandându-se să fie cât mai mică pentru a nu influenţa desfăşurarea procesului. Alegerea traductorului se va face în funcţie de parametrul reglat, în funcţie de mediul de măsură, în funcţie de tipul semnalului: continuu, electric sau neelectric, discontinuu, ş.a.

Privite sub aspectul tipului de semnale, traductoarele pot fi analogice sau pot fi numerice (cifrice).

Clasificarea traductoarelor este o problemă destul de dificilă, deoarece varietatea acestora este multiplă. Una din variantele de clasificare, în funcţie de mărimea de intrare şi cea de ieşire, este prezentată schematic în figura 3.2.

Un alt mod de clasificare, după [23] poate fi făcut în raport de mărimea de natură neelectrică pe cale electrică. În acest caz vom avea:

a. Traductoare pentru mărimi geometrice: rezistive, inductive, capacitive şi numerice de deplasare; cu radiaţii; de proximitate.

b. Traductoare pentru mărimi cinematice: de viteză; de acceleraţie; de şocuri şi vibraţii; giroscopice.

c. Traductoare pentru mărimi mecanice: elastice (tracţiune, compresie, îndoire, cuplu); tensometrice rezistive; cu coardă vibrantă; magnetostrictive; de forţă; de cuplu.

d. Traductoare pentru mărimi tehnologice: presiune, debite, nivel, temperatură.

e. Alte traductoare: integrate, etc.