Головна

Аналогові вимірювальні прилади

  1. I. Електричний струм в напівпровідниках. Власна і домішкова провідність, р-п перехід. Напівпровідникові прилади та їх застосування.
  2. II. Прилади й приналежності
  3. II. Прилади й приналежності
  4. V2: {{6}} 2.6 Ударно-тягові прилади вагонів
  5. Адресні і адресно-аналогові
  6. Аналогові і цифрові сигнали
  7. Аналогові і цифрові сигнали

Аналоговий вимірювальний прилад характеризується тим, що інформативний параметр вхідного сигналу (вимірювана величина) перетворюється в інформативний параметр вихідного сигналу (виміряне значення), при цьому інформативний параметр вихідного сигналу в залежності від значення вимірюваної величини може приймати будь-які значення в межах заданих меж.

Для забезпечення возможіості дати висновок щодо значення невідомої вхідної величини (вимірюваної величини) виходячи з вихідного сигналу вимірювального приладу (виміряного значення) необхідно знати градуювальну характеристику вимірювального приладу, т. Е. Особливості перетворення сигналів при впливі впливають величин. Вимірюється величина надходить з виходу вимірювального перетворювача, порівнюється з сигналом узгоджувального пристрою, посилюється, ослаблюється і (або) перетворюється, а потім видається вихідним пристроєм у вигляді однозначної інформації, яка сприймається людиною або ж спрямовується в обчислювальний блок.

Кожен вимірювальний прилад складається з трьох функціональних блоків: первинного вимірювального перетворювача, узгоджувального пристрою (блоку порівняння) і пристрої виведення вимірювального сигналу. Кожен функціональний блок може розглядатися як поєднання однакових або різних за своїми функціональними характеристиками елементів і вузлів. При цьому не завжди можливо однозначно розмежувати окремі функціональні блоки.

первинні перетворювачіможуть бутиактивними або пасивними елементами вимірювальної системи. Активні первинні перетворювачі вимагають зазвичай додаткових джерел енергії.

Найбільш широко поширені такі первинні перетворювачі, як механіческкіе, пневматичні, гідравлічні, оптичні, електричні, ємнісні і індуктивні.

Механічні первинні перетворювачі (Див. Рис. 3.12) використовуються для лінійних і кутових розмірів, обсягу, часу (шляхом безпосередньої силовий або кінематичного зв'язку з об'єктом вимірювання); сили і тиску (через деформуються елементи); температури (за рахунок теплового розширення твердих тіл, рідин і газів).

Пневматичні і гідравлічні первинні перетворювачі використовуються (рис. 3.13) для довжин, швидкостей (обсягу), частоти обертання, сил (через зв'язок тиску, витрати і перетину сопла) і температури (через зміну тиску).

Оптичні первинні перетворювачі використовуються (рис. 3.13) для довжин і кутів (безпосереднє вимір, через інтерференцію світла); концентрації розчинів (через поляризацію світла і заломлення променів); механічної напруги (через поляризацію світла).

Електричні первинні перетворювачіпідрозділяються на:

1) Пасивні електричні перетворювачі (рис. 3.14), які можуть бути: п'єзоелектричними - Для довжин, сил і тиску (використовується п'єзоелектричний ефект); електродинамічними для коливань - Для частоти обертання, швидкості (використовується пропорційність индуцируемого в котушці напруги змінного магнітного потоку, викликаного переміщенням котушки); електричними для температур (Використовується термоелектричний ефект Зеєбека); світловими для світлового потоку (Використовується светоеффектов).

 довжина  кут  довжина  кут  Об 'єм  час
je (to)
je
Se
         
 Штрихова міра довжини  важіль  різьба  зубчасті колеса  Обертають-ся лопості  маятник
 сила  сила  тиск  тиск  температура  температура
Sa
Te
Sa
pe
pe

         
 плоска пружина  деформується тіло  трубчаста пружина  Кільцевій дифманометр  дилатометрічні стрижень  біметалічна пластина

Мал. 3.12. Механічні первинні вимірювальні перетворювачі [46]

 довжина  Швидкість (обсяг)  Частота обертів  Сила (довжина)  Сила (довжина)  температура
         
 Сопло-заслінка  сопло Вентурі  Насос з дроселем  пластинчаста пружина  сильфон  Газовий манометріч. термометр
 довжина  довжина  Кут (довжина)  Кут (довжина)  Механічний. напруга  Показник переломлений.

Se
Sa

         
 вимірювальний мікроскоп  інтерференційний компаратор  автоколіматори  похиле дзеркало  поляриметр  Рефрактометр

Мал. 3.13. Пневматичні, гідравлічні (вгорі) і

оптичні (внизу) первинні перетворювачі [46]

2) Активні резистивні перетворювачі (див. Рис. 3.14), які включають в себе: резистивні перетворювачі довжин (Використовується залежність довжини резистора і вихідної напруги); резистивні тензометричні перетворювачі довжини (Використовується залежність опору дроту від її подовження) застосовуються для вимірювання внутрішніх напружень в матеріалі; резистивні перетворювачі сили (Використовується зміна опору контактируемих повехності під дією сили); резистивні перетворювачі температури (Використовується температурна залежність опору провідників і напівпровідників).

 сила  Частота обертів  Частота обертів  швидкість  температура  Світловий потік
           
 п'єзокристал  Редукціон. тахометр  Генератор  рухома котушка  Термічні елементи  фотоелемент
 довжина  довжина  сила  Електр. струм  температура  Світло. потік
Ua

     (Магнітна індукція)    
 потенціометр  Тензометр. пеобразов.  вугільні пластинки  Генератор Холла  терморезистор  фоторезистор

Мал. 3.14. Пасивні електричні (вгорі) і активні ресістівние

(Внизу) первинні вимірювальні перетворювачі [46]

3) Ємнісні перетворювачі (рис. 3.15), що застосовуються для вимірювання довжин (через залежність ємності від площі електродів і відстані між ними), рівнів і товщини твердого неелектропроводной речовини (використовується залежність ємності від зсуву кордону двох речовин з різними діелектричними властивостями, розташованими між пластинами конденсатора).

4) Індуктивні перетворювачі (див. Рис. 3.15), в яких використовується залежність індуктивності котушки від зміни магнітного опору, яке відбувається завдяки зміні магнітного шляху або магнітної проникності. Ці перетворювачі можуть бути: переміщення з поперечним якорем (Використовується зміна магнітного шляху); переміщення з втяжной якорем (Використовується зміна магнітної проникності); Магнітопружний (Використовується принцип Магнітопружний, оскільки магнітна проникність ряду матеріалів залежить від механічної напруги).

 довжина  довжина  довжина  Довжина (товщина)  Довжина (рівень)  кут
Ca (Ua)
         
 Світловий потік  Дифференц. конденсатор  Цілідріч. конденсатор  Паралл. роз. Граничні. Діель.  Перпен. роз. Граничні. діелектрика.  Повортно конденс. перем. ємності
 довжина  довжина  довжина  довжина  довжина  сила
La (Ua)

         
 поперечний якір  Дифференц. поперечний якір  втяжной якір  Дифференц. втяжной якір  Дифференц. трансформатор  Магнітопружний перетворювал.

Мал. 3.15. Активні ємнісні (вгорі) і індуктивні (внизу)

первинні вимірювальні перетворювачі [46]

 довжина  сила  тиск  Сила струму
       
 повзунковий реостат  поршнева система  струменевий підсилювач  Підсилювач на транзисторах
 напруга  потужність  Світловий потік  освітленість
Xa  
     
 магнітний підсилювач  електромашинний підсилювач  фоторезистор  збирає лінза

Мал. 3.16. Підсилювальні ланки [46]

Узгоджувальні пристрої аналогових вимірювальних сигналів можуть вкючаются в себе: вимірювальну бруківку схему; вимірювальний підсилювач (Механічні, гідравлічні, пневматичні, електричні магнітні та оптичні) (рис. 3.16); демпфирующие ланки (Резинометаллические, поршневі, повітряні, на вихрових токах, електіческіе демпфирующие резистори, теплові екрани, поглощаюшіе фільтри, поляризаційні фільтри); обчислювальні елементи (Ланки).

Пристрої виведення вимірювального сигналу. Подання виміряного значення в аналоговій формі характеризується безперервною зміною відносного положення покажчика (індексу, мітки) і шкали. Залежно від виду подаються вхідних сигналів існують системи з механічними, пневматичними або електричними вимірювальними властивостями (рис. 3.17).

 довжина  довжина  рівень  Частота обертів  сила
         
 штангенциркуль  Індикатор годинникового типу  поплавок  відцентровий регулятор  поршневий манометр
 тиск  витрата  напруга  Сила струму  температура
         
 мембранна коробка  напірний диск  Виміряє. хутро. магнітоелектріч. приладу  Виміряє. хутро. приладу теплової системи  біметалічні термометр

Мал. 3.17. Аналогові показують прилади [46]

З метою зниження суб'єктивних впливів, особливо при вимірюванні швидко змінюються в часі, здійснюється реєстрація вихідних величин. Аналоговими реєструючими приладами є прилади: з безперервною записом, точкової записом, з безперервною світловий записом, світлопроменеві осцилографи, електронно-променеві осцилографи, самописці на магнітній стрічці.

Забезпечення єдності вимірювань | Цифрові вимірювальні прилади


похибки вимірювання | Стосовно полю допуску | Верхня межа робочої частини величини | єдність вимірювань | Основні одиниці (секунда, метр, кілограм, кельвін, кандела, ампер і моль) відтворюються тільки централізовано. | Повірка засобів вимірювальної техніки | Калібрування засобів вимірювальної техніки | Сертифікація засобів вимірювань | метрологічні служби | Державний метрологічний контроль і нагляд |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати