Датчики

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 
238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 
255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 
272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 
289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 
306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 
323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 

Часто можно слышать о «глазах», «ушах», «чутких пальцах» машины. Разумеется, это только образные сравнения, они позволяют лучше понять принцип действия того или иного автомата. Когда говорят об «органах чувств» автоматических устройств, то имеют в виду «чувствительные элементы», или датчики, реагирующие на изменения каких-либо физи­ческих параметров.

Приведем несколько примеров.

...В цехе работает обыкновенный полуав­томат. Станок заканчивает обработку детали, и резец оказывается в крайнем положении. Вместе

с резцом передвинулся и специальный упор, который нажимает на рукоятку станка, и станок останавливается. Конечный выключа­тель — так называется это устройство,— ра­ботая как бы «на ощупь», выполнил операцию выключения не хуже человека.

По глади водохранилища мчится теплоход на подводных крыльях. Наступили сумерки, но рулевой уверенно ведет корабль: впереди зажглись красные и белые огни бакенов. Кто их включил? Автомат, питаемый аккумулято­рами. А «глазом» этого автомата служит фото­элемент.

Круглые сутки смотрит он в небо. Днем, когда светло, в фотоэлемент попадает много света и он хорошо пропускает ток. Электромаг­нит под действием этого тока размыкает цепь питания фонаря. С наступлением вечера свет, воздействующий на фотоэлемент, ослабевает и ток в его цепи прерывается. Одновременно пружина, которая днем удерживалась электро­магнитом, замыкает цепь питания фонаря ба­кена, и он загорается. А утром этот же элемент погасит фонарь.

Есть у некоторых автоматов и электриче­ские «уши». Это знакомый каждому микрофон. Предположим, его установили перед входом в гараж. Стоит подъехавшей автомашине дать сигнал, как под действием звуковых волн уголь­ный порошок микрофона изменит свое сопро­тивление и соединенный с микрофоном автомат включит электромотор. Створки ворот раздви­нутся — машина может въезжать в гараж. Чтобы автомат узнавал «свою» машину, его немного усложняют, заставляют срабаты­вать, например, только на четыре коротких сигнала.

Обоняние позволяет нам различать самые разнообразные запахи. Наделены «обонянием» и автоматы, установленные, например, в шахте. Известно, какую опасность под землей пред­ставляют горючие газы. Если их концентра­ция велика, то от случайной искры может произойти взрыв. Чтобы этого не случилось, в разных местах шахты устанавливают неболь­шие коробки с мембранами. Внутри каждой коробки — раскаленная током спираль.

Горючие газы, попав в коробку через ее пористые стенки, сгорают, и от этого внутри соз­дается пониженное давление. Мембрана втягивается в коробку и замыкает при этом кон­такт сирены или другого сигнала, предупреж­дающего об опасности.

В текстильном, химическом и ряде других производств очень важно иметь растворы кислот строго определенной концентрации. Есть дат­чики, которые чутко отзываются на «вкус» раствора.

В бак, где смешивается, например, серная кислота с водой, опущены два электрода. Если концентрация раствора нормальна, в бак не-

обратная связь — основа действия автоматической системы. В середине — обобщенная схема устрой­ства с обратной связью. Вверху и слева — поло­жительная обратная связь. Художник образно срав­нил ее с поведением игроков в настольный теннис, каждый из которых отвечает ударом на удар против­ника. Внизу и справа — отрицательная обратная связь. Ее художник сравнил — тоже, конечно, очень условно — с поведением двух боксеров, из которых один все время поддразнивает другого, затем, после удара, некоторое время ведет себя хорошо, а потом снова принимается за старое.

Автоматическая линия для производства подшипни­ков здесь показана упрощенно: 1 и 2— механичес­кая обработка труб и получение заготовок внутрен­них и наружных колец; 3 — клеймение колец; 4 — магазин для хранения запаса колец; 5 — термооб­работка; 6 — очистка водой от окалины; 7 — обработка холодом и снова закалка; 8 — плоское шлифо­вание; 9 — шлифование внешнего обода кольца; 10 — шлифование канавок под шарики; 11 — об­работка внутренней поверхности внутреннего коль­ца; 12 — автоматический контроль; 13 — сборка подшипников; 14 — смазка и упаковка готовых под­шипников.

прерывной струей вливается кислота. Но вот концентрация превысила допустимую. Элект­ропроводность раствора возросла. Ток между электродами, а значит, и во всей цепи, куда они включены, увеличивается. А этого доста­точно, чтобы сработал электромагнит и пре­кратил поступление кислоты.

Кроме пяти органов чувств — осязания, зрения, слуха, обоняния и вкуса, человек имеет еще так называемый вестибулярный ап­парат, расположенный во внутреннем ухе (см. ст. «Органы чувств» в т. 7 ДЭ). Стоит человеку наклонить голову или изменить положение тела, вестибулярный аппарат подает в голов­ной мозг соответствующий сигнал. Вестибуляр­ный аппарат реагирует также на вращение тела и на поступательное движение. Он играет огромную роль в обеспечении равновесия.

В автоматике создано немало устройств, обязанности которых подобны обязанностям вестибулярного аппарата человека. Например, автопилот в самолете. Этот прибор не только не дает самолету сбиться с курса. Не позволит он гигантской машине даже немного накре­ниться.

Главная его деталь — гироскоп. Это вра­щающийся волчок, который всегда стремится сохранить положение оси вращения. И если самолет накренится, волчок останется на месте, а ползунок, укрепленный на нем, начнет перемещаться по контактам. Это тотчас приве­дет в движение соответствующие сервомоторы, и самолет выровняется.

Итак, датчики современных автоматических устройств вполне справляются с обязанностями всех органов чувств, которыми наделен чело­век. Причем подчас они «видят» и «слышат» то, что нам недоступно. Люди не слышат ульт­развук, их зрение не реагирует на инфракрас­ные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи. А датчики, если нужно, чутко отзываются и на эти «раздражения». А можем ли мы заме­чать ничтожные колебания атмосферного дав­ления или реагировать на электрические или магнитные поля? Нет. Специальные же датчики

Автоматы умеют определять и «вкус» растворов их концентрацию.

У автоматов есть и «вестибулярный» аппарат.

Эти датчики реагируют на изменение температуры и давления.

автоматов наделены такой способностью. Они безошибочно отмечают малейшие изменения си­лы тока, величины напряжения, магнитных и других свойств вещества. Родившиеся в дат­чиках сигналы — это ценная и точная инфор­мация о том, как работает та или иная машина, как протекает технологический процесс.