18.3. Bimetalové teplotní snímače

Bimetal = dvojkov - dva spojené kovy s různou tepelnou roztažností (např. ocel a bronz)
Tvary pásků – rovný pásek, spirála, šroubovice (obr.), rozsah teplot do 400°C
Bimetalový termostat Regulace teploty
1 - bimetal, 2 - topná spirála, 3 - šroub pro nastavení hodnoty, barevný obr.
Použití:
mechanické termostaty binární teplotní spínače - bimetalový pásek se při ohřátí ohýbá a rozpojí kontakt, při ochlazení zase kontakt sepne
dvoustavová teplotní regulace v elektrických topidlech (varných plotýnkách, žehličkách), regulace pokojové teploty, ochrana před přehřátím (tepelná pojistka), také termostatické ventily
  • Pozn. - regulace teploty = udržování teploty v požadovaném rozmezí
teploměry spirálový bimetal s ručičkou - obr., animace principu, případně páskový bimetal s pákovým mechanismem - obr.
  • Pozn. Jinak běžně používané teploměry jsou dilatační - využívají roztažnost látky - např. obarveného lihu nebo dříve rtuti

Další použití:

18.4. Bezdotykové snímače teploty

Měří povrchovou teplotu tělesa na základě příjmu elektromagnetického (světelného a infračerveného) záření, které těleso vysílá (sálá)
Jako čidla se používají termočlánky, termistory, fotodiody, měřený rozsah se upravuje filtry
neovlivňují měřený prvek, prvek musí být opticky viditelný
Provedení:
a) Pyrometry slouží přímo k měření teploty - obr., obr. měření - bývají vybaveny laserovým zaměřováním, název vznikl z řeckých slov pyr (oheň) a metrein (měřit)
Použití: zejména pro rozsahy 1000-2500°C (tam, kde nelze použít dotykové snímače), měření pohyblivých prvků (ložiska) a žhavých tekutin (ocel, sklo)
  • příklad měření teploty předmětu na dopravníku v kombinaci s optickým snímačem - obr.
b) Termovize zařízení pro plošné snímání teploty objektu a jeho zobrazování v tepelných obrazech - tzv. termogramech - obr., obr. termokamery
Použití: kontrola teploty součástí v průmyslu, rozložení teplot ve stavebnictví (úniky tepla) - www.termovize.com, hledání živých organismů, noční vidění (vojenství)
Příbuzný snímač - PIR (Passive InfraRed sensor)
detekuje člověka na základě IR záření (reaguje na tepelné záření člověka)
obsahuje čip snímače záření + zaměřovací optiku - obr., foto
použití jako detektor pohybu pro spínání zařízení – např. osvětlení (rožínají při detekci pohybu), hlášení vniku do hlídané místnosti
Doplněk - tepelný průtokoměr
obsahuje topný prvek (žhavený wolframový drát) a snímač teploty
princip: proudící plyn odebírá teplo žhavenému drátu, úbytek tepla je uměrný rychlosti proudění (drát je vlastně odporový snímač teploty)
použití - měření průtoku plynů - např. snímače průtoku směsi paliva a vzduchu u spalovacích motorů

19. Další automatizační prvky

19.1. Relé (relay)

Elektricky ovládaný spínač - použití na dálkové spínání, spínání odděleného obvodu s velkou zátěží, spínání více obvodů najednou
Schéma spínání elektromagnetického relé Obvodové schéma
barevný 3D obr., animace  
činnost - po uzavření obvodu spínačem (0) cívka (1) s jádrem (2) přitáhne pohyblivou kotvu (3), která sepne pružné kontakty (4), 5 - místo připojení ovládaného zařízení

19.2. Časovače (timers)

zařízení pro úpravu časového průběhu signálů – např. zpožďování začátků nebo konců o nastavenou hodnotu času (delay), omezení délky signálu (interval) - foto, prospekt
nastavení intervalu od desetin vteřiny až do stovek hodin, přepínatelné funkce, výstupy pro ovládání zařízení - např. topení, světla
příklady použití - automatické zavírání dveří se zpožděním, sušící pec - po vložení materiálu a spuštění resetu časovač zapne topení, po nastaveném čase jej vypne a rozsvítí světlo
Zpožděné zapnutí Zpožděné vypnutí Interval po náběhu Příklad řízení časování sušící pece
Op - Delay on operate Dr - Delay on release obr. - interval po sestupu  

19.3. Čítače (counters)

zařízení pro napočítání událostí (impulsů z binárních snímačů) a následné spuštění akce
vlastnosti - maximální frekvence impulsů (běžně v desítkách kHz), max. počet,  počet vstupů (pro více snímačů), možnost odečítání, výstup pro ovládání zařízení - např. dopravníku
příklad použití - počítání kusů projíždějících na výrobní lince - obr. s použitím relé, video - čítač počítá krabice na pásu pomocí snímače; po dosažení nastaveného počtu krabic (presetu) čítač zastaví dopravník a počká na výměnu palety - obsluha signálem reset (vynulování) začne nový cyklus čítače, parkoviště s ultrazvukovými snímači
příklad provedení - XCE 602 - foto - vnější ovládací tlačítka a displej, nonvolatilní paměť
Příklad řízení paletování krabic
Praktická cvičení:
Použití relé pro řízení 2 válců foto
Použití časovače - prospekt - vyzkoušet Dr (zpožděné vypnutí), R (opakovaný cyklus) foto
Použití čítače - po napočítání presetu se vysunou válce foto
Opakování - snímače napětí, teploty, průtoku
Slovník - snímače napětí, teploty, objemu
1 odporové snímače napětí tenzometry
2 materiál, u kterého při jeho deformaci vzniká elektrické napětí je materiál piezoelektrický
3 polovodičová součástka (snímač teploty), jejíž odpor je závislý na teplotě termistor
4 snímač teploty ze dvou spojených drátů z různých kovů termočlánek
5 dvojkov bimetal
6 bimetal funguje na principu dilatace dvou různých kovů, dilatace je v češtině roztažnost
7 zařízení pro regulaci (udržování) teploty - funguje jako spínač termostat
8 bezdotykový snímač teploty pyrometr
9 plošné snímání teploty objektu v barevných obrazech termovize
Křížovka č.1
   Š  
Snímač teploty ze dvou spojených drátů z různých kovů:             Č          
Bezdotykový indukčnostní snímač je snímač dvoustavový, tedy ...:     I            
Zařízení pro měření rychlosti větru:             M        

Křížovka č.2
Binární snímač (hlídač) průtoku:       O                
Materiál, u kterého při jeho deformaci vzniká elektrické napětí je materiál:                     T            
Dvojkov:     I            
Odporové snímače napětí:           O          
Snímači pro měření rychlosti letadel se říká trubice:               V    
Bimetal funguje na principu dilatace dvou různých kovů, dilatace je v češtině:                   S    
Spojitý signál je jiným slovem signál:           O