"ОРГАНЫ ЧУВСТВ" АВТОМАТОВ. Датчики

"ОРГАНЫ ЧУВСТВ" АВТОМАТОВ. Датчики

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 непрерывной 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 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.