Методы и средства измерений неэлектрических величин

Принципы автоматизации измерений

Тема 8. Методы, средства и автоматизация измерений

Частичная и полная автоматизация измерений

При автоматизации измерений используются следующие основные принципы:

• частичная автоматизация;
• полная автоматизация.

При частичной автоматизации решаются следующие задачи:

• автоматический выбор диапазона измерений
• выполнение в устройствах простейших математических операций
• возможность вывода информации на периферийные внешние устройства
• запоминание и хранение массивов получаемой информации
• автоматическая компенсация влияний дестабилизирующих факторов.

Все из перечисленных позиций используются при создании измерительных средств, выполняющих свои функции автономно.

Полная автоматизация. Предполагает автоматизацию систем с помощью стандартных интерфейсов. При полной автоматизации измерений используются 2 основных подхода.

• реализация блочно-модульных гибких информационно-измерительных систем. В этом случае конфигурация системы определяется набором стандартных модулей, размещаемых в крейтах и стойках.

• создание систем на основе автономных измерительных приборов, снабженных специальными интерфейсными функциями (логическими схемами или программными модулями), обеспечивающими их включение в систему. При этом эти приборы или устройства могут выполнять свои функции и вне системы.

При той и другой автоматизации необходимо преобразовывать неэлектрические величины, в электрические.

принципы преобразования неэлектрических величин в электрические,

классификация преобразователей, области их применения

Нередко такими методами производят замеры температуры, частоту вращения, давления, расход газов и жидкостей и др. Предназначенные приборы для измерения этих величин обладают преобразователем – это датчик, а их шкала отградуирована непосредственно в единицах измеряемых величин. Датчик же это элемент, преобразующий какую-либо физическую величину в сигнал, подходящий для замеров, передачи, регистрации, и конечно для воздействия им на управляемые процессы. Более широко используют датчики, действие которых сформировано на изменении электрического сопротивления, индуктивности, емкости – параметрические датчики, или на возникновении ЭДС вследствие теплового, механического, акустического, магнитного или оптического воздействия – генераторные датчики.

Параметрические датчики включают в цепь, содержащую источник тока и чувствительный измерительный прибор, который проводит регистрацию изменение силы тока, вызванное изменением сопротивления датчика. Реостатные датчики же собой представляют специальные резисторы, изменяющие под влиянием механических воздействий на них сопротивление в цепи.

Во время механического воздействия, например, на подвижный контакт реостата, сопротивление цепи и сила тока в ней изменяются, и прибор в результате сигнализирует о степени неэлектрического воздействия.

Проволочные датчики тензометры изменяют электрическое сопротивление вследствие деформации. Изготавливают тензометры из нихрома, константана или железохромалюминиевого сплава. Из этих материалов проволоку диаметром 0,02 – 0,04 мм закрепляют с помощью специального клея между двумя листами тонкой бумаги. Концы проволок тензометра крепко соединяют с медными проводниками, при помощи которых тензометр подключают в электрическую цепь. Воспринимая механическую нагрузку, тензометр деформируется, вследствие чего электрическое сопротивление проволоки изменяется.

Индуктивные датчики в момент растяжения, сжатия, охлаждения или нагревания их сердечника изменяют свое индуктивное сопротивление. Индуктивные датчики подключают в цепь переменного тока. В процессе изменения индуктивного сопротивления датчика подобающим образом меняется и сила тока в цепи. То есть на момент действия определённой силы на подвижную часть сердечника сокращается зазор между ней и неподвижной частью сердечника, от этого меняется его индуктивность, а значит и значение индуктивного сопротивления. В конечном итоге в зависимости от этой силы изменяется сила тока в обмотке индуктивного датчика. Этим же образом, при помощи индуктивного датчика по изменению силы тока можно определять значение той силы, которая воздействует на подвижную часть сердечника.

При механическом воздействии на ёмкостный датчик, он изменяет значение емкостного сопротивления, вследствие чего соответственно изменяется сила тока в цепи, в которую он включен. То есть на момент действия на обкладку конденсатора опять таки определённой силы, происходит изменение расстояние между его обкладками, а стало быть, и емкость конденсатора. Изменение ёмкости конденсатора инициирует подобающее изменение ёмкостного сопротивления, а в результате – изменение силы тока в цепи ёмкостного датчика. Этим же образом, по изменению силы тока в цепи, в которую подключён ёмкостный датчик, можно определять значении силы, воздействовавшей на него.

Термопара, микромашина постоянного тока относятся к генераторным датчикам. На момент изменения скорости вращения вала якоря машины постоянного тока изменяется значение ЭДС индукции. Фотоэлектрический датчик действует на свет, падающий на фотоэлемент. От этого возникает электрический ток, регистрируемый чувствительным прибором.

Широко применяют также пьезоэлектрические и другие генераторные датчики. Генераторные датчики включают в цепь без самостоятельного источника питания, так как они сами вырабатывают электрическую энергию. Работникам электротехнических профессий часто выдается пользоваться тахометром – специализированным прибором, предназначенным для замера частоты вращения.

Измерение неэлектрических величин сводится к тому, что они преобразуются в зависимую от них величину электрическую величину, при измерении которой определяется и неэлектрическая величина.

Электрические приборы для измерения неэлектрических величин состоят из трех узлов: преобразователя (датчика), измерительного устройства и указателя.

Преобразователь (датчик) устройство, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для ее передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения.

Основной характеристикой преобразователя α=f(x) называется функциональная зависимость выходной величины, выведенная аналитически или графически.

Под порогом чувствительности понимается минимальное измерение значения входной величины, которое может быть зарегистрировано преобразователем.

Предел преобразования – это максимальное значение входной величины, которое может быть воспринято преобразователем без его повреждения.

Погрешностью преобразователя называется отклонение его реальной характеристики от номинальной, полученной при первоначальной градуировке.

В зависимости от явления, которое используется для преобразования неэлектрической величины в электрическую, преобразователи делятся на три группы:

–электромеханические (контактные, реостатные, тензометрические, электростатические, электромагнитные);

–тепловые и электрохимические (термоэлектрические, термосопротивления, электрохимические);

–электронные и ионизационные (электронные, ионные, ионизационные).

По виду получаемой на выходе преобразователя выходной величины все пре-образователи можно разделить на две группы: параметрические и генераторные.

Если входная неэлектрическая величина преобразуется в один из параметров электрической цепи (R – сопротивление, L – индуктивность, М – взаимная индуктивность, С – емкость), для измерения которой необходимо применение источника питания, то преобразователь называется параметрическим, если неэлектрическая величина преобразуется в электродвижущую силу (ЭДС), то преобразователь называется генераторным.

К параметрическим измерительным преобразователям относятся: резистивные, индуктивные и взаимоиндуктивные, магнитоупругие, емкостные, электролитические, фотоэлектрические преобразователи и терморезисторы.

К генераторным измерительным преобразователям можно отнести: индукционные, пьезоэлектрические, термоэлектрические и некоторые разновидности электрохимических преобразователей.

К преобразователям как основным элементам приборов для измерения неэлектрических величин предъявляется ряд специфических требований: постоянство во времени функции преобразования (обычно линейной); высокая чувствительность; малая погрешность; высокие динамические свойства.

Измерительные устройства служат для преобразования, полученного на выходе преобразователя электрического параметра, в удобную для измерения электрическую величину. Они выполняются в виде отдельного самостоятельного конструктивного узла и содержат измерительные цепи, усилители, источники питания, стабилизаторы и другие элементы.

Указатель исполняет роль регистрирующего прибора, проградуированного в единицах измерения неэлектрической величины. В качестве указателя используются различные электрические приборы, измеряющие тот или иной электрический параметр, связанный с измеряемой неэлектрической величиной.

По способу снятия отсчета указатели делятся на:

–визуальные, в качестве которых используются магнитноэлектрические механизмы, электроннолучевые трубки, автоматические показывающие мосты и потенциометры, а также цифровые приборы;

–регистраторы, назначение которых состоит в записи измеряемой величины в том или другом виде (самопишущие приборы, светолучевые осциллографы и тому подобное).

Основные требования к указателям такие же, как и к приборам для измерения электрических величин.

Тензорезисторные преобразователи (тензорезистор) представляет собой проводник, изменяющий свое сопротивление при деформации сжатия-растяжения. При деформации проводника изменяются его длина l и площадь поперечного сечения Q. Деформация кристаллической решетки приводит к изменению удельного сопротивления р. Эти изменения приводят к изменению его сопротивления.

R= pl/ Q

Рис. 8.1

Этим свойством обладают в большей или меньшей степени все проводники. В настоящее время находят применение проводниковые (фольговые, проволочные и пленочные) и полупроводниковые тензорезисторы. Наилучшим отечественным материалом для изготовления проводниковых тензорезисторов, используемых при температурах ниже 180 °С, является константантой. Зависимость сопротивления R от относительной деформации е с достаточной точностью описывается линейным двучленом

R= Rо (1+STE)

где R₀ - сопротивление тензорезистора без деформации; SТ — тензочувствительность материала. Тензочувствительностъ константана лежит в пределах 2,0—2,1. Нелинейность функции преобразования не превышает 1%.

Схемы включения. Наиболее часто тензорезисторные преобразователи включаются в схему неравновесного моста (рис.8.2).

Если сопротивление нагрузки RH достаточно велико (режим холостого хода), то выходное напряжение моста

U_х=UR1/(R1+R2)-UR3/(R3+R4)= U[(R1R4-R2-R3)/(R1+R2)(R3+R4)]

Рис.8.2

где U — напряжение питания. В качестве R1 и R2 включаются одинаковые тензорезисторы.

При отсутствии измеряемой деформации их сопротивления равны: R10=R20=R0 Кроме того, обычно выбирают R3 = R4. В этом случае, когда деформация тензорезистора отсутствует (е = 0), U x = 0.

Мостовая цепь является дифференциальной, следовательно, в ней компенсируются аддитивные погрешности. С применением мостовой цепи тензорезисторные приборы строятся по дифференциальной схеме первого или второго типа.

При использовании дифференциальной схемы первого типа, т.е. при R1 = R0 + ΔRи R2 = R0, выходное напряжение цепи и чувствительность в режиме холостого хода

Ux = UΔR/(4R0), SCX=UX/(ΔR/R0)=U/4

При использовании дифференциальной схемы второго типа, когда R 1 = R0 + ΔRuR2 = R0 - ΔR, выходное напряжение и чувствительность в режиме холостого хода увеличиваются вдвое:

Ux =UΔR/(2R0), SX=UX/(ΔR/R0)=U/2

Выходное напряжение тензорезисторного моста обычно не превышает 10-20 мВ. Для дальнейшего преобразования такое напряжение без усиления использовать трудно. Поэтому в тензорезисторных приборах обычно используются усилители.

Если напряжение питания моста U не стабилизировано, то при его вариациях возможна мультипликативная погрешность. Для ее исключения используется компенсационный метод измерения выходного напряжения моста.

Погрешность тензорезисторных преобразователей. Тензорезисторы могут использоваться либо для измерения механических напряжений и деформаций, либо для измерения других механических величин: сил, давлений, ускорений и проч., когда деформация является промежуточной величиной преобразования. В первом случае для градуировки тензорезисторов из партии отбирают несколько штук и они наклеиваются на образцовую балку. С помощью гирь в балке создают определенные деформации. По значениям деформаций и соответствующим им сопротивлениям рассчитывается чувствительность наклеенных тензорезисторов

S = [(R-R0)R0]/e

Это значение принимается в качестве номинального для всей партии. Чувствительность других тензорезисторов той же партии может отличаться от номинальной на 2—10%.

Погрешность может возникнуть вследствие температурных изменении сопротивления преобразователя. При изменении температуры оно изменяется как вследствие изменения удельного сопротивления материала, так и вследствие изменения натяжения из-за различных температурных коэффициентов удлинения тензорезистора βТ и детали βД, на которую он наклеен. Полное изменение сопротивления

Δr_t=R₀[a+S(βД,-βТ)]Δt

где Ro — сопротивление тензорезистора при нормальной температуре; S — его чувствительность; а — температурный коэффициент сопротивления; Δt - изменение температуры.

Температурный коэффициент сопротивления константана можно изменять, изменяя его термообработку. Благодаря этому тензорезисторы можно изготавливать так, чтобы при наклейке на определенный материал его сопротивление не зависело от температуры. Такие тензорезисторы называются термокомпенсированными.

Пьезоэлектрические преобразователи/ Принцип действия пьезоэлектрических измерительных преобразователей основан на пьезоэлектрическом эффекте, т. е. возникновении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллических диэлектриков под действием механических сил или деформаций. При этом различают прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Прямой пьезоэлектрический эффект состоит в появлении электрических зарядов на гранях пьезоэлектриков при их сжатии или растяжении. При прекращении действия силы, приложенной к пьезоэлектрику, заряды на его гранях исчезают. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в изменении геометрических размеров пьезоэлектрика при введении его в электрическое поле.

В качестве пьезоэлектриков употребляют кварц, титанат бария сегнетову соль, дигидрофосфат аммония и другие диэлектрики. Наибольшее распространение получили кварцевые пьезоэлектрики.

Схема устройства пьезопреобразователя приведена на рис. 8.3.

Преобразователь состоит: из двух пьезопластинок 1, расположенных так, чтобы их обращенные друг к другу грани имели заряды одного знака; из металлической прокладки 2; основания 3; нажимного устройства 4; изолятора 5; вывода 6. Под действием измеряемой силы F пьезопластины будут сжаты и на выводе 6 появится отрицательный потенциал, а на основании 3 положительный; отрицательный потенциал подается на сетку усилительной лампы.

Рис. 8.3

Указатель прибора отградуирован в единицах силы F.

Пьезоэлектрические преобразователи применяются для измерения: силы, давления, перемещения и количества вещества.

Принцип действия пьезоэлектрического преобразователя. Действие пьезоэлектрического преобразователя основано на прямом пьезоэффекте. Обычно он представляет собой пластинку, изготовленную из пьезоэлектрического материала, на которой имеются два изолированных друг от друга электрода.

В зависимости от вещества, формы преобразователя и ориентации кристаллических осей входной величиной могут быть как силы, производящие деформацию сжатия-растяжения, так и силы, производящие деформацию сдвига. Последний вид деформации может использоваться в преобразователях, имеющих в качестве входной величины момент силы.

Упрощенная эквивалентная схема пьезоэлектрического преобразователя, соединенного кабелем с вольтметром, представлена на рис. 8.4. На этой схеме С — собственная емкость преобразователя;

С1 — суммарная емкость соединительного кабеля, входной емкости усилителя и других емкостей, шунтирующих вход усилителя; R — входное сопротивление усилителя. Сопротивления утечки пьезозлемента и сопротивление утечки кабеля могут рассматриваться на эквивалентной схеме как составляющие сопротивления R. Входным напряжением усилителя является падение напряжения на сопротивлении к. Если на преобразователь действует синусоидальная сила, то, используя символический метод, выражение можно переписать в виде

E=dF/C

Пьезоэлемент обладает некоторой упругостью и массой и является колебательной системой. Резонансные свойства этой системы проявляются на высоких частотах. Резонанс приводит к повышению чувствительности на высоких частотах. При еще большем увеличении частоты чувствительность падает.

Погрешность пьезоэлектрического преобразователя. Рабочей областью частот является область, в которой чувствительность остается постоянной. Сверху эта область ограничена резонансом пьезоэлемента. Снизу она определяется постоянной времени т. Для улучшения частотных свойств в области нижних частот нужно увеличивать т я R(C + С1). Для усиления выходного напряжения пьезоэлектрического преобразователя применяют усилители с максимально возможным входным сопротивлением (не менее 1011 Ом). Дальнейшее увеличение постоянной времени может происходить при увеличении C1; для этого вход усилителя шунтируется дополнительным конденсатором. Однако включение этого конденсатора уменьшает чувствительность при больших частотах S и требует увеличения коэффициента усиления усилителя. В схеме, рассмотренной выше, постоянная времени τ = R (С + С1) обычно не превышает 1 с. Использование операционных усилителей с обратными связями позволяет создавать приборы, у которых постоянная времени достигает значений 10-100 с.

Рис. 8.4

Верхняя частота рабочего диапазона определяется увеличением чувствительности вследствие механического резонанса. Она довольно высока. Имеются преобразователи с верхней частотой рабочего диапазона 80 кГц.

В измерительной цени внешними электромагнитиыми полями может наводиться паразитная ЭДС. Эта переменная ЭДС создает погрешность. Для защиты от полей измерительная цепь экранируется и датчик соединяется с вторичным преобразователем с помощью экранированного кабеля. Однако нестабильность параметров кабеля, например изменение его емкости, обусловленное изгибом, вызывает изменение чувствительности в соответствии с формулой и вносит погрешность.

При изгибах кабеля он может расслаиваться. На расслоенных поверхностях вследствие трения образуются электрические заряды. Перемещение заряженных поверхностей под действием вибрации кабеля приводит к появлению некоторой переменной ЭДС- Погрешность, обусловленная вибрацией кабеля, может быть значительно уменьшена применением специальных антивибрационных кабелей.

Нестабильность измерительной цепи может быть вызвана повышением влажности воздуха или резким изменением его температуры. При этом происходит увлажнение изоляции, что приводит к уменьшению сопротивления R в эквивалентной схеме. Изменение R вызывает изменение чувствительности и дополнительную частотную погрешность.

Изменение температуры пьезоэлемента вызывает также изменение его пьезоэлектрического модуля и чувствительности. Наиболее стабильным пьезоэлектрическим материалом является кварц.

Погрешность преобразователя может быть еще вызвана несовершенством пьезоэлектрических материалов: гистерезисом характеристики и ее нелинейностью.

Если в преобразователе действуют силы, перпендикулярные оси чувствительности пьезоэлемента, то возможна погрешность, обусловленная поперечным пьезоэффектом

Магнитоупрутие преобразователи. Работа магнитоупругого преобразователя основана на магнитоупругом эффекте. Как известно, ферромагнитные вещества имеют области самопроизвольного намагничивания (домены). В не намагниченном состоянии вещества домены ориентированы хаотично и магнитные моменты отдельных доменов компенсируют друг друга. При помещении ферромагнитного тела в магнитное поле домены ориентируются в его направления. В слабом поле ориентация частичная; в сильном поле при магнитном насыщении материала ориентируются все домены. Ориентация доменов вызывает увеличение магнитной индукции, характерное для ферромагнитных материалов.

Если на намагниченный образец ферромагнитного тела воздействовать внешней механической силой, то тело деформируется, домены изменят свою ориентацию и индукция в материале изменяется. Явление имеет упругий характер. Если силу снять, то индукция примет прежнее значение. Поскольку абсолютная магнитная проницаемость вещества

μa=μrμ0=B/H

то при заданной напряженности поля изменение индукции В эквивалентно изменению магнитной проницаемости.

Изменение индукции или магнитной проницаемости в ферромагнитных телах при действии на них силы называется магнитоупругим эффектом.

Схемы включения. Магнитоупругие индукционные преобразователи включаются в мостовые измерительные цепи. В плечо, смежное с измерительным преобразователем, включается такой же преобразователь для компенсации аддитивных погрешностей. Он обычно не нагружается — прибор строится по дифференциальной схеме первого типа. Питание моста производится от феррорезонансного стабилизатора.

Схема включения трансформаторного магнитоанизотропного преобразователя приведена на рис. 8.5. Первичная обмотка 1 питается от феррорезонансного стабилизатора 2. На выходе у ненагруженного преобразователя имеется некоторое остаточное напряжение. Для его компенсации в цепь включен резистор R, на который подается напряжение через фазосдвигающую цепочку 3, Напряжение питания преобразователя выбирается так, чтобы режим его работы был близок к режиму насыщения магнитной цепи. При этом на выходе преобразователя имеется напряжение верхних гармоник значительной величины. Для зашиты от гармоник схема содержит фильтр верхних частот 4. Напряжение выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 5 и подается на магнитоэлектрический измерительный механизм 6. Фильтр нижних частот 7 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. При измерении быстропеременных процессов в качестве измерительного механизма включается гальванометр свeтолуче-вого осциллографа.

Магнитоупругие трансформаторные преобразователи могут работать также с автоматическими потенциометрами переменного тока.

Рис 8.5

Погрешность магнитоупругих преобразователей. Функция преобразования магнитоупругих преобразователей, как правило, нелинейна. Имеется ряд методов уменьшения нелинейности. Нелинейность уменьшается при сокращении диапазона измерения измеряемой силы; если наряду с измеряемой силой преобразователь нагружается некоторой дополнительной постоянной силой; при соответствующем выборе магнитного режима преобразователя; при применении магнитоанизотропных материалов, имеющих различную магнитную проницаемость в различных направлениях. Такие материалы получают в результате определенной технологической обработки — ковки, протяжки, прокатки и т. д. Применение этих мер позволяет уменьшить погрешность, происходящую вследствие нелинейности, до 1,5 —2 %.

Функция преобразования при увеличении нагрузки магнитоупругих преобразователей отличается от функции преобразования при уменьшении нагрузки. Это отличие имеет гистерезисный характер и обусловлено магнитным и механическим гистерезисом. При статических измерениях гистерезис преобразователя больше, чем при динамических. Для уменьшения погрешности, вызванной гистерезисом, рекомендуется изготавливать преобразователи из материалов, имеющих возможно больший предел упругости и возможно меньшую петлю магнитного гистерезиса. Максимальные механические напряжения в магнито упругом материале должны быть в 6-1 раз меньше его предела упругости. Погрешность, обусловленная гистерезисом, уменьшается после тренировки преобразователя. Тренировка производится 5—10-кратным нагружением силой, соответствующей пределу изменения преобразователя. Гистерезис может возникнуть также в результате сип трения, если, например, магнитопровод не сплошной, а составной. Приведенную погрешность, вызванную гистерезисом, можно снизить до 0,5-1 %.

При изменении температуры изменяются магнитная проницаемость магнитопровода и электрическое сопротивление обмоток. При резко выраженном поверхностном эффекте изменение температуры оказывает меньшее влияние, чем при слабо выраженном. Для уменьшения температурной погрешности используются дифференциальные схемы и специальные схемы температурной компенсации.

Терморезисторы. Терморезисторомназывается измерительный преобразователь, активное сопротивление которого изменяется при изменении температуры. В качестве терморезистора может использоваться металлический или полупроводниковый резистор.

Датчики температуры с терморезисторами называются термометрами сопротивления.

Имеются два вида терморезисторов: металлические и полупроводниковые.

Принцип действия и конструкция металлических терморезисторов. Как известно, сопротивление металлов увеличивается с увеличением температуры. Для изготовления металлических терморезисторов обычно при меняются медь или платина.

Функция преобразования медного терморезистора линейна:

R_t=R₀(1+at)

где R₀ — сопротивление при 0⁰ С; а = 4,28·10^-3 температурный коэффициент.

Функция преобразования платинового терморезистора нелинейна и обычно аппроксимируется квадратичным трехчленом. Температурный коэффициент платины примерно равен а= 3,91·10^-3 К^-1

Чувствительный элемент медного терморезистора представляет собой пластмассовый цилиндр1, на который бифилярно в несколько слоев намотана медная проволока 2 диаметром 0,1 мм. Сверху катушка покрыта глифталевым лаком. К концам обмотки припаиваются медные выводные провода 3 диаметром 1,0—1,5 мм. Провода изолированы между собой асбестовым шнуром или фарфоровыми трубочками. Чувствительный элемент вставляется в тонкостенную металлическую гильзу 4. Гильза с выводными проводами помещается в защитный чехол (рис 21), который представляет собой закрытую с одного конца трубку 1. На открытом ее конце помещается клеммная головка 2. Для удобства монтажа защитный чехол может иметь стланец 3.

При изготовлении платиновых терморезисторов используются более теплостойкие материалы.

Номинальные функции преобразования (статические характеристики) медных и платиновых терморезисторов и их погрешность определяются ГОСТ 6651-84.

Схемы включения металлических терморезисторов. Термометр сопротивления и провода, соединяющие его со вторичным прибором включены последовательно. Обычно используются медные провода, сопротивление которых зависит от их температуры. Температурные изменения сопротивления проводов приводят к погрешности измерения температуры.

Вторичные преобразователи термометров сопротивления выполняются такими, чтобы максимально уменьшить эту погрешность. Если требуется наибольшая точность измерения температуры, например при метрологических работах, используется компенсационная схема. По этой схеме применяют четырехзажимные платиновые терморезисторы. Провода1-1 используются для подвода тока, а два других 2—2 служат для измерения падения напряжения U_t на термочувствительной обмотке. Падение напряжения U_t измеряется с помощью потенциометра. Измеряется также падение напряжения U₀ на образцовой катушке R₀. Сопротивление терморезистора при этом равно R_t = R₀U/U₀.

Благодаря компенсационному методу измерения отсутствует падение напряжения на проводах, соединяющих термометр с потенциометром, и их сопротивление не влияет на результат измерения.

Магнитоиндукционный тахометр. Ось тахометра связана с постоянным магнитом. Если же ось тахометра присоединить к валу машины, например, электродвигателя, то в момент вращения вала магнитное поле постоянного магнита станет пересекать алюминиевый колпачок. В итоге в колпачке возникнут вихревые токи; от частоты вращения оси тахометра зависит значение силы этих токов, а стало бы, и от частоты вращения вала машины.

От этих взаимодействий магнитных полей, формируемых постоянным магнитом и вихревыми токами, индуцируемыми в алюминиевом колпачке, конечный поворачивается и заставляет двигаться стрелку, соединенную с осью колпачка. Угол отклонения стрелки, таким образом, пропорционален частоте вращения вала машины. Также существуют тахометры, внутри которых вмонтирована микромашина переменного или постоянного тока и электроизмерительный чувствительный прибор, непосредственно отградуированный в единицах частоты вращения.

Широкое распространение в промышленности получило измерение электрическими методами неэлектрических величин, а также и во многих других случаях. Осуществление автоматического контроля и управления тоже связано с применением этих методов.

Дата добавления: 2015-05-06