Якщо досягається рівність між крутним та компенсувальним моментами

F_xI=BswI, (3.12)

можна визначити

. (3.13)

Отже, за значенням струму І, виміряним за допомогою міліамперметра, або для точних засобів вимірювань - за допомогою компенсатора за спадом напруги на зразковій вимірювальній котушці можна оцінити значення вимірюваної сили. Похибка вимірювання динамометрів зрівноважувального перетворення може бути зведена до сотих часток відсотка.

Широкий діапазон вимірюваних тисків - від часток Па до майже 10¹⁰Па зумовив і велику різноманітність методів та засобів їх вимірювань. Значна частина методів основана на попередньому перетворенні тиску в механічне напруження, деформацію чи переміщення за допомогою пружних перетворювальних елементів з наступним вимірюванням механічного напруження, деформації чи переміщення. В інших засобах використовуються фізичні ефекти, які дають змогу безпосередньо перетворювати вимірюваний тиск в електричну ве­личину, наприклад, у заряд, як у п'єзоелектричних манометрах, чи в зміну вихідного електричного опору в результаті баричного тензоефекту.

Для роботи в системах автоматичного вимірювання абсолютного, надлишкового чи гідростатичного тиску, а також різниці тисків двох досліджуваних середовищ та їх перетворення в уніфікований вихідний сигнал, промисловістю випускається понад 20 моделей вимірювальних перетворювачів типу "Сапфір". Діапазон перетворювальних тисків цих перетворювачів знаходиться в межах від 0,25 кПа до 100 МПа з допустимими основними похибками 0,25; 0,5 чи 1% та нормованим вихідним струмом 0...5 мА та 0...20 мА.

В ємнісних перетворювачах тиску чутливими елементами, що перетворюють вимірюваний тиск в переміщення, є мембрани. Одночасно вони можуть бути використані як рухомі електроди.

Ємнісні перетворювачі звичайно мають верхню границю 200...800 Па при чутливості 0,5...1,0 пФ/Па та початковій ємності 10...20 пФ. Основна їх похибка становить 1...2 %.

Для вимірювань тиску з попереднім його перетворенням в переміщення широко застосовуються вторинні прилади з диференціально-трансформаторними вимірювальними колами: як показуючі, так і самописні типу. На рис. 3.3 наведена спрощена схема манометра з первинним перетворювачем тиску в переміщення у вигляді одновиткової трубчатої пружини (трубки Бурдона) та вторинного приладу. Переміщення вільного кінця трубки Бурдона, пропорційне до вимірюваного тиску, передається рухомому осердю вхідного диференціально-трансформаторного перетворювача (ДТП). Прилад містить також аналогічний вхідному компенсувальний ДТП, осердя якого переміщується за допомогою профільного кулачкового механізму КМ, механічно зв’язаного з віссю реверсивного двигуна РД, а також електронний фазочутливий підсилювач. 3 віссю обертання кулачкового механізму також механічно зв'язана стрілка відлікового пристрою ВдП. Обмотки збудження обох претворювачів з'єднані послідовно і живляться від спільного джерела змінної напруги. Вихідні обмотки увімкнені послідовно і зустрічно.

Рисунок 3.3- Схема манометра з диференціально- трансформаторними перетворювачами  

Для настроювання системи та забезпечення взаємозамінності первинних перетворювачів може бути передбачена можливість регулювання вихідної напруги ДТП для кінцевого значення діапазонувимірювання.

Оскільки секції вихідних обмоток обох ДТП увімкнені послідовно та зустрічно, то результівні ЕРС на вході ДТП дорівнюватимуть

(3.14)

Якщо положення рухомих осердь вхідного та компенсувального перетворювачів будуть різними, то різними будуть також E_x та E_k, а, отже, U_x та U_k, а на вхід електронного підсилювача ЕП буде прикладена напруга

U= E_x - E_k . (3.15)

Підсилений різницевий сигнал U подається на обмотку керування реверсивного двигуна РД і викликає обертання його ротора в такому напрямку, щоб переміщення осердя компенсувального ДТП викликало зменшення різницевої напруги U аж поки вона не буде дорівнювати нулю.

Оскільки переміщення осердя вхідного ДТП може бути (для певних типів перетворювачів тиску в переміщення) нелінійною функцією вимірюваного тиску, а функція перетворення компенсувального ДТП - лінійна, профіль кулачкового механізму вторинного приладу підбирають таким, щоб лінеаризувати загальну функцію перетворення і отримати лінійну шкалу.

Основна похибка таких манометрів не перевищує 1,5 %.

Дата добавления: 2014-11-18