Температура, қысым және ағын датчиктерінің жұмыс істеу ерекшеліктері

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

____________________________________________

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Температура, қысым және ағын датчиктерінің жұмыс істеу ерекшеліктері

Орындаған: __________________________

Тексерген: __________________________

2026 жыл

КІРІСПЕ

Қазіргі заманғы өндірістік автоматтандыру жүйелерінде датчиктер технологиялық процестерді бақылаудың негізгі элементі болып табылады.
Датчик физикалық шаманы өлшеп, оны электрлік сигналға түрлендіреді. Өлшеу теориясы бойынша кез келген өлшеу жүйесі сезімтал элементтен,
түрлендіргіштен және шығыс сигналынан тұрады. Негізгі метрологиялық сипаттамаларға дәлдік, сезімталдық, қайталанғыштық, тұрақтылық,
динамикалық жауап беру уақыты және қателік шамасы жатады. Қателіктер жүйелік және кездейсоқ болып бөлінеді.
Калибрлеу – датчик көрсеткіштерін эталондық құрылғымен салыстыру арқылы түзету процесі.

Температура – зат бөлшектерінің орташа кинетикалық энергиясының өлшемі. Температураны өлшеу үшін термопаралар,
кедергілік термометрлер (RTD), термисторлар және инфрақызыл датчиктер қолданылады.
Термопара Зеебек эффектісіне негізделеді: екі түрлі металл түйісіп, олардың ұштары әртүрлі температурада болғанда
электр қозғаушы күш пайда болады. Формуласы: E = α(T1 − T2).
RTD датчиктерінде металл кедергісі температураға тәуелді өзгереді: R = R0(1 + αT).
Термисторлар NTC және PTC түрінде болады.

Қысым – бірлік ауданға түсетін күш. Формуласы: P = F / S.
Қысым датчиктері абсолютті, салыстырмалы және дифференциалды қысымды өлшей алады.
Мембраналық датчиктерде қысым әсерінен серпімді элемент деформацияланады.
Пьезоэлектрлік датчиктер механикалық әсерден электр зарядының пайда болуына негізделген.
Тензорезистивті датчиктерде деформация әсерінен кедергі өзгереді.

Ағын – уақыт бірлігінде өтетін сұйық немесе газ мөлшері.
Бернулли теңдеуі: P + ρv²/2 + ρgh = const.
Турбиналық ағын датчиктерінде сұйықтық ағыны роторды айналдырады.
Электромагниттік датчиктер Фарадей индукция заңына негізделген.
Ультрадыбыстық датчиктер дыбыс толқындарының таралу уақытын өлшейді.
Coriolis датчиктері массалық ағынды дәл анықтайды.

Заманауи интеллектуалды датчиктер цифрлық интерфейстер арқылы жұмыс істейді (4–20 мА, Modbus, HART).
IoT технологиялары өндірістік процестерді қашықтан бақылауға мүмкіндік береді.

Қазіргі заманғы өндірістік автоматтандыру жүйелерінде датчиктер технологиялық процестерді бақылаудың негізгі элементі болып табылады.
Датчик физикалық шаманы өлшеп, оны электрлік сигналға түрлендіреді. Өлшеу теориясы бойынша кез келген өлшеу жүйесі сезімтал элементтен,
түрлендіргіштен және шығыс сигналынан тұрады. Негізгі метрологиялық сипаттамаларға дәлдік, сезімталдық, қайталанғыштық, тұрақтылық,
динамикалық жауап беру уақыты және қателік шамасы жатады. Қателіктер жүйелік және кездейсоқ болып бөлінеді.
Калибрлеу – датчик көрсеткіштерін эталондық құрылғымен салыстыру арқылы түзету процесі.

Температура – зат бөлшектерінің орташа кинетикалық энергиясының өлшемі. Температураны өлшеу үшін термопаралар,
кедергілік термометрлер (RTD), термисторлар және инфрақызыл датчиктер қолданылады.
Термопара Зеебек эффектісіне негізделеді: екі түрлі металл түйісіп, олардың ұштары әртүрлі температурада болғанда
электр қозғаушы күш пайда болады. Формуласы: E = α(T1 − T2).
RTD датчиктерінде металл кедергісі температураға тәуелді өзгереді: R = R0(1 + αT).
Термисторлар NTC және PTC түрінде болады.

Қысым – бірлік ауданға түсетін күш. Формуласы: P = F / S.
Қысым датчиктері абсолютті, салыстырмалы және дифференциалды қысымды өлшей алады.
Мембраналық датчиктерде қысым әсерінен серпімді элемент деформацияланады.
Пьезоэлектрлік датчиктер механикалық әсерден электр зарядының пайда болуына негізделген.
Тензорезистивті датчиктерде деформация әсерінен кедергі өзгереді.

Ағын – уақыт бірлігінде өтетін сұйық немесе газ мөлшері.
Бернулли теңдеуі: P + ρv²/2 + ρgh = const.
Турбиналық ағын датчиктерінде сұйықтық ағыны роторды айналдырады.
Электромагниттік датчиктер Фарадей индукция заңына негізделген.
Ультрадыбыстық датчиктер дыбыс толқындарының таралу уақытын өлшейді.
Coriolis датчиктері массалық ағынды дәл анықтайды.

Заманауи интеллектуалды датчиктер цифрлық интерфейстер арқылы жұмыс істейді (4–20 мА, Modbus, HART).
IoT технологиялары өндірістік процестерді қашықтан бақылауға мүмкіндік береді.