- din latina - informatio
- cuvintul este polisemantic - poate capata diverse semnificatii functie de
domeniile si contextul in care este folosit
- termenul este legat de un proces informational (succesiunea operatiilor /
actiunilor prin care se informeaza), rezultatul acestui proces (volum,
varietatea de informatie)
- intr-o definire simpla se poate spune ca informatia reprezinta o
reprezentare a realitatii printr-un set de simboluri accesibile simturilor si
ratiunii umane
- intr-o structura organica a sistemului mecatronic, informatia poate exista
sub forma unui semnal (de ex. semnal electric) sau codificata intr-un obiect
material ( de ex.: mostra de sange, text scos la imprimanta etc.);
- semnalul se poate defini ca un purtator fizic de informatie despre varianta
in timp a energiei.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6
Semnal
Forma purtatoare Parametrii informatiei Forma semnalului
Semnal mecanic: viteza,
forta, masa, presiune etc.
Semnal geometric:
lungime, unghi, grosime,
volum, suprafata, nivel etc.
Semnal hidraulic: presiune,
presiune diferentiala, debit
etc.
Semnal pneumatic:
presiune,
Semnal acustic:
Semnal termic:
Semnal magnetic:
Semnal electric: curent,
tensiune, sarcina
Semnal optic:
Semnal kern
Semnal chimic:
concentratie, pH
- Amplitudine
- Frecventa
- Faza
- Numar de impulsuri
-
- Semnal analogic
- Semnal discret
- Semnal binar
- Semnal digital
-
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7
Informatie si semnal
mediu
INFORMAtIE
PRIMARa
X
SENZOR
SEMNAL
ELECTRIC
Y
mediu
INFORMAtIE
FIZICa
PRIMARa
X
SENZOR
SEMNAL
ELECTRIC
Y
SEMNAL DE
INTERFERENta
X1
SEMNAL
PERTURBATOR
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8
- Ce este un traductor ?
- Ce este un senzor ?
- Care este rolul acestora
motor curea
dintata
surub
ghidaj
electronica sanie
efector
Sistem de
actionare pentru
modulul unui RI
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9
Elementele componente ale SAD
1 - senzorii si traductoarele;
2 - cablurile de legatura;
3 - circuitele pentru conditionarea semnalului;
4 - hardware pentru achizitia datelor;
5 - software-ul aplicativ;
6 - computerul de baza.
1 S / Tr - realizeaza conversia informatie primara - semnal electric
primar
- ACTUATOR
TRADUCTOR
MEDIU
SENZOR
SC
Tr - senzor intern
S - senzor extern
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10
Conveior = sistemul analizat
Autoturism = sistemul
analizat
SENZOR
senzorii - dispozitive care sesizeaza date referitoare privind starea
externa a unui sistem
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11
Senzori si traductoare
- S / Tr parametrice = pasive
De ex.:
elemente pasive : rezistoare, condensatoare, inductante,
elemente magnetoparametrice, optoparametrice, materiale cu
proprietati fotoelastice etc
Elementul Fenomenul fizic Marimea masurata
Variatia lungimii "l" a
conductorului
- Deplasari liniare sau
unghiulare
- Dimensiuni ale
pieselor
- Grosimi de strat
- Nivelul unor
materiale
Variatia lungimii, sectiunii si
rezistivitatii
- Forta
- Presiune
rezistor
S
R = - l
Variatia rezistentei cu
temperatura
- Temperatura
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12
- S / Tr parametrice - necesita surse de alimentare in procesul de
conversie
Traductor
tensorezistiv = R
F
U
CIRCUIT DE
MaSURARE
!!!!
SURSA
DE
ENERGIE
!!!!
FENOMEN
FIZIC
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13
Schema bloc a senzorului de forta tensometric
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14
- S / TR generatoare = active
De ex.:
Fenomenul fizic Marimea masurata
Generarea unei tensiuni electromotoare
induse datorita actiunii marimii de masurat
- Viteza liniara sau unghiulara
- Debitul unui fluid
- Vibratii / acceleratii
Polarizarea electrica a unui cristal sub
actiunea marimii de masurat
- Forta
- Presiune
S / Tr generatoare - nu necesita surse de energie pentru conversie
informatie - semnal electric !!!!
Schema de principiu a unui senzor piezoelectric
Schema electrica de principiu a unui senzor piezoelectric
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15
Principii fizice si semnale
PRINCIPIU
FIZIC
Informatie Cantitate
masurabila
Informatie, principiu fizic si cantitate masurabila
- Teorema lui Ampere - un conductor parcurs de un current I si aflat in
campul magnetic B este solicitat de o forta F
- Principiul lui Archimede: asupra unui corp scufundat intr-un lichid
actioneaza o forta ascensionala egala cu greutatea lichidului deslocuit de
acel corp. Greutatea lichidului deslocuit de acel corp este proportionala cu
densitatea lichidului.
- Ecuatia lui Bernoulli: conservarea energiei fluidice este dependenta de
presiunea si viteza particulei.
- Principiul al II-lea (principiul coliniaritatii fortei si acceleratiei -
Newton): acceleratia imprimata unui corp este proportionala cu forta
aplicata si are aceeasi orientare cu forta. Realizare: senzorii pentru
vibratie / acceleratie.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16
- Legea conductiei electrice (Ohm): tensiunea electrica la bornele unui
circuit pasiv (fara surse) este egala cu produsul dintre intensitatea
curentului si rezistenta circuitului:
u R i R = -
- Forta electromagnetica (Lorentz): daca intr-o regiune din spatiu
aducem un corp de proba incarcat cu sarcina electrica q si in acea
regine exista un camp electromagnetic(E,B), asupra corpului de proba se
va exercita forta electromagnetica
F = qE + q(v x B)
- Efectul piezorezistiv: o rezistenta electrica isi modifica valoarea daca
materialul este supus unei solicitari mecanice. Factorul de
proportionalitate - factorul de tensosensibilitate - se defineste prin:
( - )
-
-
-
-
+ 1+ 2
-
=
-
= R
R
K
R - este rezistenta electrica; - - alungirea
relativa a firului; - - rezistivitatea
materialului; - - coeficientul lui Poisson.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17
- Efectul Poisson: un material sufera o deformatie specifica in directie
perpendiculara pe solicitarea mecanica aplicata. Coeficientul lui Poisson
se defineste ca fiind:
longitudinal
transversal
-
-
- = -
E = 2G(1+- )
unde: modulul de elasticitate longitudinal E, cel transversal G si
coeficientul lui Poisson.
- Efectul Coriolis (dupa Gaspard-Gustave Coriolis, 1835) - aparitia
unei deviatii vizibile a miscarii unui obiect de la linia dreapta daca este privit
dintr-un sistem de referinta care se roteste. Acceleratia Coriolis este
definita ca fiind:
aC = - 2- x v unde: - - este viteza unghiulara a miscarii
de transport; v - este viteza relativa.
FC = - 2m- x v
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18
- Efect pelicular : Curentul electric alternativ se repartizeaza
neuniform in sectiunea conductoarelor, densitatea de curent fiind
maxima pe suprafata conductorului si scazand spre interiorul acestuia.
Fenomenul poarta denumirea de efect pelicular.
- Legea inductiei electromagnetice: tensiunea electromotoare indusa
in lungul unui contur - este egala cu viteza de scadere a fluxului
magnetic prin orice suprafata S- sprijinita pe aceasta curba:
dt
d
E ds e S-
-
- - = = - -
- Efectul de ecran : in interiorul unei cavitati dintr-un corp metalic,
introdus intr-un camp, nu patrunde campul exterior.
- Efectul de vecinatate : Comportarea unui conductor parcurs de un
curent alternativ difera de la situatia cand este singur sau situatia in
care este in prezenta si a altor conductoare parcurse de curenti
alternativi. Acest efect poarta denumirea de efect de vecinatate.
Valer Dolga - Senzori si traductoare, Editura Eurobit, Timisoara,1999
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
