КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Неэлектрических величин
ПРИБОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ Общие сведения. Среди множества величин, которые необходимо измерять, значительное их число являются неэлектрическими. Поэтому промышленность выпускает разнообразные приборы и преобразователи для измерения неэлектрических величин, причем среди них значительную долю составляют электрические средства измерений. Причины широкого применения электроизмерительных приборов для измерения неэлектрических величин заключаются в следующем: 1) приборы позволяют осуществлять дистанционные измерения, т. е. измерения, когда результат измерения может быть получен на значительном расстоянии от объекта исследования; 2) в приборах возможны автоматические преобразования как информативных параметров сигналов, так и результатов измерений, с целью, например, введения поправок; 3) эти приборы более удобны, чем неэлектрические, для решения задач автоматического управления; 4) приборы дают возможность регистрировать как очень медленно меняющиеся величины, так и быстро меняющиеся (например, с помощью электронного осциллографа), могут иметь широкий диапазон измерений. Параметрические измерительные преобразователи. Общие сведения. Впараметрических преобразователях выходной величиной является параметр электрической цепи (R, L, М,С).При использовании параметрических преобразователей необходим дополнительный источник питания, энергия которого используется для образования выходного сигнала преобразователя. Реостатные преобразователи. Реостатные преобразователи основаны на изменении электрического сопротивления проводника под влиянием входной величины − перемещения. Реостатный преобразователь представляет собой реостат, щетка (подвижный контакт) которого перемещается под воздействием измеряемой неэлектрической величины. Подвижный контакт может иметь угловое или линейное перемещение. Преобразователь состоит из обмотки, нанесенной на каркас, и щетки. Для изготовления каркасов применяются диэлектрики и металлы. Проволоку для обмотки выполняют из сплавов (сплав платины с иридием, константан, нихром и фехраль). Для обмотки обычно используют изолированный провод. После изготовления обмотки изоляцию провода счищают в местах соприкосновения его со щеткой. Щетку преобразователя выполняют либо из проволок, либо из плоских пружинящих полосок, причем используют как чистые металлы (платина, серебро), так и сплавы (платина с иридием, фосфористая бронза и т. д.). Габариты преобразователя определяются значением измеряемого перемещения, сопротивлением обмотки и мощностью, выделяемой в обмотке. К достоинствам преобразователей относится возможность получения высокой точности преобразования, значительных по уровню выходных сигналов и относительная простота конструкции. Недостатки − наличие скользящего контакта, необходимость относительно больших его перемещений, а иногда и значительного усилия для перемещения. Тензочувствительные преобразователи (тензорезисторы). В основу работы преобразователей положен тензоэффект, заключающийся в изменении активного сопротивления проводника (полупроводника) под действием вызываемого в нем механического напряжения и деформации. Изменение сопротивления проволоки при механическом воздействии на нее объясняется изменением геометрических размеров (длины, диаметра) и удельного сопротивления материала. Достоинства этих преобразователей — линейность статической характеристики преобразования, малые габариты и масса, простота конструкции. Недостатком их является малая чувствительность. Термочувствительные преобразователи (терморезисторы). Принцип действия преобразователей основан на зависимости электрического сопротивления проводников или полупроводников от температуры. Между терморезистором и исследуемой средой в процессе измерения происходит теплообмен. Так как терморезистор при этом включен в электрическую цепь, с помощью которой производят измерение его сопротивления, то по нему протекает ток, выделяющий в нем теплоту. Теплообмен терморезистора со средой происходит из-за теплопроводности среды и конвекции в ней, теплопроводности самого терморезистора и арматуры, к которой он крепится, и, наконец, из-за излучения. Интенсивность теплообмена, а следовательно, и температура терморезистора зависят от его геометрических размеров и формы, от конструкции защитной арматуры, от состава, плотности, теплопроводности, вязкости и других физических свойств газовой или жидкой среды, окружающей терморезистор, а также от температуры и скорости перемещения среды. Зависимость температуры и сопротивления терморезистора от перечисленных выше факторов может быть использована для измерения различных неэлектрических величин, характеризующих газовую или жидкую среду. При конструировании преобразователя стремятся к тому, чтобы теплообмен терморезистора со средой в основном определялся измеряемой неэлектрической величиной. Электролитические преобразователи. Электролитические преобразователи основаны на зависимости электрического сопротивления раствора электролита от его концентрации. В основном их применяют для измерения концентраций растворов. Недостатком таких преобразователей является воздействие температуры. Поэтому при использовании электролитических преобразователей необходимо устранять влияние температуры. Эту задачу решают путем стабилизации температуры раствора с помощью холодильника (нагревателя) или применения цепей температурной компенсации с медными терморезисторами. Индуктивные преобразователи. Принцип действия преобразователей основан на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов их магнитной цепи. Индуктивные преобразователи используют для преобразования перемещения и других неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в перемещение (усилие, давление, момент и т. д.). По сравнению с другими преобразователями перемещения индуктивные преобразователи отличаются значительными по мощности выходными сигналами, простотой и надежностью в работе. Недостаток их − обратное воздействие преобразователя на исследуемый объект (воздействие электромагнита на якорь) и влияние инерции якоря на частотные характеристики прибора. Емкостные преобразователи. Емкостные преобразователи основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними. Достоинствами емкостных преобразователей являются простота устройства, высокая чувствительность и возможность получения малой инерционности преобразователя, недостатками − влияние внешних электрических полей, паразитных емкостей, температуры, влажности, относительная сложность цепей включения и необходимость в специальных источниках питания повышенной частоты. Применяются для измерения перемещений, уровня жидкости, влажности веществ, толщины изделий из диэлектриков и т.д. Ионизационные преобразователи. Преобразователи основаны на явлении ионизации газа или люминесценции некоторых веществ под действием ионизирующего излучения. Они используются для измерения различных неэлектрических величин: плотности и состава газовой среды, геометрических размеров деталей и т. д. Основное достоинство приборов, использующих ионизирующие излучения, заключается в возможности бесконтактных измерений, что имеет большое значение, например, при измерениях в агрессивных или взрывоопасных средах, а также в средах, находящихся под большим давлением или имеющих высокую температуру. Основной недостаток этих приборов − необходимость применения биологической защиты при высокой активности источника излучения. Генераторные измерительные преобразователи. Общие сведения. В генераторных преобразователях выходной величиной являются ЭДС или заряд, функционально связанные с измеряемой неэлектрической величиной. Термоэлектрические преобразователи. Эти преобразователи основаны на термоэлектрическом эффекте, возникающем в цепи термопары. При разности температур двух точек 1 соединения двух разнородных проводников, образующих термопару, в цепи термопары возникает термо-ЭДС. Для измерения термо-ЭДС электроизмерительный прибор включают в цель термопары. Термопары из благородных металлов применяют при измерениях с повышенной точностью. В остальных случаях применяют термопары из неблагородных металлов. Индукционные преобразователи. Индукционные преобразователи основаны на использовании закона электромагнитной индукции. Их применяют для измерения скорости линейных и угловых перемещений. Основные достоинства индукционных преобразователи заключаются в сравнительной простоте конструкции, надежности работы и высокой чувствительности. Недостаток − ограниченный частотный диапазон измеряемых величин. Пьезоэлектрические преобразователи. Такие преобразователи основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, заключающегося в появлении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (кварца, турмалина, сегнетовой соли и др.) под влиянием механических напряжений. Такой принцип используют для преобразования давления, усилия, температуры и других величин в частоту. Гальванические преобразователи. Преобразователи основаны на зависимости ЭДС гальванической цепи от химической активности ионов электролита, т. е. от концентрации ионов и окислительно-восстановительных процессов в электролите. Эти преобразователи применяют для определения реакции раствора (кислая, нейтральная, щелочная), которая зависит от активности водородных ионов раствора.
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 1272; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |