Определение положения и перемещения объектов

Определение положения физических объектов и их перемещений является важной функцией многих автоматизированных систем.

Под определением положения физического объекта понимается нахождение его координат (линейных или угловых) по отношению к заданной точке. Под перемещением объектов подразумевается их передвижение из одного положения в другое.

Для обнаружения опасных расстояний между двумя объектами применяются датчики сближения. Такие датчики, по существу, являются пороговыми устройствами, реализованными на базе датчиков положения объекта. Это, как правило, линейные устройств, выходные сигналы которых соответствуют расстоянию между объектом и опорной точкой. Датчики сближения являются более простыми устройствами, сигналы на выходе которых, появляются только в случае обнаружения критического расстояния до объекта.

Например, во многих движущихся механизмах автоматизированных систем применяется очень простой, но надежный датчик сближения – концевой выключатель (путевой выключатель), в состав которого входят нормально замкнутые или разомкнутые контакты. Но они имеют ряд недостатков: высокую механическую нагрузку на движущиеся объекты, гистерезис, малый срок службы и т.д.

При измерении перемещения объекта широко применяют оптико-электронные методы. При больших расстояниях используют несколько измерительных головок, применяют растровый метод, основанный на использовании грубого и тонкого растров.

Используют метод интегрирования скорости перемещения объекта. Для измерения скорости перемещения используют эффект Доплера.

Датчики перемещений часто являются составными частями более сложных измерительных устройств и обеспечивают только одну из нескольких выполняемых ими задач. Пример такого составного датчика – устройство для измерения давления, в котором давление приводит к перемещению диафрагмы, что преобразуется затем в электрический выходной сигнал.

Большинство датчиков положения и перемещений являются статическими устройствами, быстродействие которых, как правило, не сказывается на рабочих характеристиках систем. Однако, производители таких датчиков обычно приводят в документации величину максимальной скорости реакции датчика.

При выборе датчиков положения и перемещения необходимо учитывать:

• величину и характер перемещения;
• разрешающую способность и точность измерения;
• из какого материала изготовлен объект;
• монтажные размеры;
• диапазон измерений;
• условия окружающей среды;
• потребляемая мощность;
• желаемый срок службы;
• количество датчиков;
• стоимость датчика.