Studiul utilizării senzorilor și traductoarelor de poziție în sistemele mecatronice

INTRODUCERE

Disciplina de Senzori şi Traductoare oferă studenţilor, de la profilurile electrice, cunoştinţele necesare înţelegerii principiilor de funcţionare şi modului de realizare constructivă pentru cele mai utilizate traductoare în cadrul sistemelor de reglare (sau conducere) a proceselor industriale.

Uşurinţa asimilării conţinutului acestui curs, completat cu lucrările practice de laborator, este condiţionată de pregătirea anterioară a studenţilor la disciplinele: Fizică, Bazele Electrotehnicii, Măsurări Electrice şi Electronică.

Întrucât această disciplină (Senzori şi Traductoare) este precedată şi logic conectată de Măsurările Electrice, în cele ce urmează se vor reaminti câteva noţiuni generale referitoare la:

- Procesul de măsurare

- Importanţa măsurărilor în tehnică

- Unităţile de măsură.

a) Procesul de măsurare

A măsura înseamnă a compara o mărime necunoscută (X) cu o alta de aceeaşi natură (x) luată drept unitate, după relaţia:

X = mx (i .1)

în care m reprezintă valoarea mărimii necunoscute (X). Această comparare este efectuată, de regulă, de către un aparat de măsură ce are memorată unitatea de măsură, în interior, pe scara gradată.

Mărimea de măsurat (X) se mai numeşte şi măsurand.

Indicaţia aparatului de măsură (valoarea m) este percepută de către un operator (uman sau automat), iar acest rezultat al măsurării este transmis mai departe pentru a fi utilizat în practică (fig. i .1).

Schema bloc din figura i.1 sugerează că procesul de măsurare poate fi considerat ca o interfaţă între obiectul de măsură şi domeniul de utilizare a rezultatului măsurării (control, verificare experimentală a unei teorii etc).

Din cauza imperfecţiunii aparatului de măsurat (AM) şi a operatorului, precum şi datorită prezenţei unor factori perturbatori (FP), rezultatul măsurării este întotdeauna afectat de o eroare, iar nivelul acesteia defineşte calitatea de bază a unei măsurări: precizia; cu cât eroarea este mai mică, cu atât precizia este mai bună. Rezultatul unei măsurări nu prezintă nici o importanţă practică dacă nu se cunoaşte şi precizia acestuia.

Pentru micşorarea erorilor şi deci creşterea preciziei de măsurare, trebuie, în primul rând, eliminaţi sau menţinuţi la nivele constante, controlabile, toţi factorii perturbatori (FP) cum sunt factorii de climă (temperatura, umiditatea, presiunea), câmpurile electrice, magnetice şi electromagnetice.

În afară de acestea mai trebuie precizate şi condiţiile tehnice de definire a mărimii X. De exemplu, dacă la măsurarea pierderilor în fier rezultă 2W/kg această cifră nu este concludentă dacă nu se specifică şi valoarea inducţiei magnetice, respectiv frecvenţa la care au fost măsurate.

Ca regulă generală se recomandă ca obiectele să fie măsurate în condiţiile lor normale de lucru, sau cât mai apropiate de acestea.

Cu privire la aparatul de măsură şi la operator este necesar să se observe următoarele: