Подключение и питание датчиков

При подключении датчика к измерительному прибору (вольтметру, амперметру, частотомеру, асциллографу) или к управляющему устройству (реле, контроллеру, устройству ЧПУ) всегда следует максимально тщательно согласовывать параметры (формат) выхода датчика с параметрами (форматом) входа последующего устройства. При плохом согласовании нарушается правильная работа, что приводит к ошибкам измерения и управления.

Входное воздействие в датчике преобразуется в выходное изменение величины постоянного напряжения и тока или в изменение частоты, амплитуды, фазы, скважности. Сигнал датчика может быть представлен также в цифровом виде (код) или иметь релейный тип (да/нет). Вид и параметры сигнала датчика всегда указываются в его паспорте. Параметры входа измерительного прибора или управляющего устройства, сопрягаемого с датчиком, также должны быть известны. В противном случае правильное согласование маловероятно, и результаты измерения входного воздействия на датчик не будут достоверны. Так, например, если соединить токовый выход датчика с низкоомным входом измерительного прибора, то измерительный прибор начнет показывать не ток на выходе датчика, а ток, определяемый сопротивлениями выхода датчика и входа прибора.

Сигнал датчика, особенно аналоговый сигнал малой мощности, подвержен искажениям в результате наводок со стороны силовых цепей. Поэтому провода датчика и интерфейсные устройства часто экранируют и располагают, по возможности, дальше от силовых устройств и силовых проводов. Силовые провода, особенно те, которые идут от преобразователя к двигателю, также должны быть экранированы, а экран заземлен. С целью уменьшения помех провода, соединяющие датчик с устройством управления, стараются делать как можно короче. Защищают датчик от помех не только по сигнальным цепям, но и по цепям питания, подключая датчик к отдельному стабилизированному источнику питания.

Для согласования выхода датчика и входа последующего устройства и уменьшения помех часто требуется включить между ними интерфейсный преобразователь типа АЦП (аналого-цифровой) или ЦАП (цифро-аналоговый), усилитель или делитель, гальваническую развязку на основе оптики, электроники, электромеханики и т. п. В современных управляющих устройствах такие интерфейсные преобразователи часто встраиваются непосредственно в управляющее устройство.

Одной из важных особенностей датчиков является предохранение от ошибок при их установке и подключении и, как следствие, отказов во время работы, в том числе по вине пользователей. Большинство датчиков защищены от неправильной подачи питающего напряжения: нарушения полярности, скачков напряжения при переключении, превышения допустимого значения тока и короткого замыкания.