Виды измерительных преобразователей электрических величин

Измерительные преобразователи электрических величин.

Измерительные преобразователи решают задачи обработки и преобразо­вания электрических сигналов, которые поступают на вход преобразователя с выхода датчиков физической величины. Этой величиной может быть как другая электрическая величина, так и любая неэлектрическая физическая величина -давление, температура, перемещение, сила и др.

Измерительные преобразователи разделяются по тем функциям, которые они выполняют в процессе обработки измерительной информации. К числу ос­новных функций измерительных преобразователей относятся:

Ø Преобразование – приведение информационного электрического сигнала к другому виду (например, тока в напряжение, сопротивления в напряжение, переменного тока в постоянный, электрического сигнала в пневматический и т.п.).

Ø Согласование – согласование импеданса входной и выходной электрических цепей, внутреннего сопротивления датчика с входным сопротивлением измерительного преобразователя и т.п.

Ø Нормировани е – преобразование выходного сигнала к стандартизованному виду, в том числе в унифицированный токовый сигнал 4 – 20мА

Ø Усиление – увеличение мощности входного сигнала до уровня, при котором он может быть воспринят измерительным прибором и/или преобразован в другую форму

Ø Масштабирование – приведение амплитуды выходного сигнала к определенному диапазону изменений, в т.ч. согласование с параметрами шкалы измерительного прибора

Ø Линеаризаци я – обеспечение линейной зависимости между входным и выходным сигналами.

Ø Фильтрация – отделение информационного сигнала от шумов и помех

Ø Компенсационное преобразование - реализация метрологических методов сравнения при измерении электрических величин

Измерительные преобразователи могут представлять собой самостоятельное средство измерений в виде отдельного прибора или являться частью других устройств, как, например, рассмотренные в предыдущей главе элементы элек­троизмерительных систем - шунты, добавочные сопротивления, измерительные трансформаторы и др. Электронные схемы измерительных приборов также можно рассматривать как измерительные преобразователи. Очень часто измери­тельные преобразователи выполняются в виде стандартных конструктивных блоков, которые либо являются сменными блоками соответствующих измери­тельных приборов, либо устанавливаются в щитах, шкафах или пультах управления.

Многие виды измерительных преобразователей являются комплексными приборами, которые осуществляют последовательный ряд преобразований измеряемой физической величины, преобразованной в постоянный или переменный электрический сигнал, в унифицированный аналоговый сигнал или в цифровой код, соответствующий одному из стандартных протоколов (HART, RS-485, USB-2.0, Ethernet и т.п.). Такой физической величиной может быть собственно электрическая величина (ток, напряжение, частота и др.) или сигнал датчика неэлектрических величин (температуры, давления, силы и др.). Фактически подобные измерительные преобразователи являются отдельными измерительными приборами, в состав которых могут также входить средства отображения и регистрации измерительной информацию. Их основное назначение – работа в составе систем автоматического управления, где они выполняют функции электроизмерительных приборов или являются частью комплекса средств измерения неэлектрических величин.

Ø В системах автоматического управления измерительные преобразователи не только осуществляют измерение, отображение, регистрацию или преобразование физической величины, но и могут выполнять управляющие функции.

Измерительные преобразователи электрических величин могут быть:

· Универсальными - предназначенными для преобразования, измерения, отображения и регистрации произвольных или многих физических величин, преобразованных в электрический сигнал

· Специализированными - предназначенными для преобразования, измерения, отображения и регистрации единственной или строго определенного ряда физических величин, преобразованных в электрический сигнал

· Одноканальными, двухканальными и многоканальными

· Показывающими

· Показывающими и сигнализирующими

· Показывающими, регулирующими и сигнализирующими

· Показывающими, регистрирующими, регулирующими и сигнализирующими.

Измерительные преобразователи обычно представлены сериями комплексных систем, каждая из которых включает функционально однотипные приборы с электронными измерительными блоками и источниками питания электронных схем. Внутри каждой серии приборы различаются областью применения, значениями входных и выходных сигналов, типом датчика, на который они рассчитаны, конструктивным и климатическим исполнением и рядом других характеристик.

Среди них можно выделить три большие группы:

1. Измерительные преобразователи для измерения унифицированных сигналов, которые предназначаются для обработки, отображения и регистрации электрических унифицированных сигналов и обычно используются совместно с преобразователями второй группы. Например, в системе ГСП широко распространены преобразователи унифицированных сигналов типа М-450 вместе с преобразователями типа серий И1-, П- (П-450 – Ш4512, 4515 и др.).

2. Измерительные преобразователи с унифицированным выходным сигналом используются при измерении электрических и неэлектрических физических величин. В основном это нормирующие и масштабирующие преобразователи, в состав которых входит комплекс электронных устройств, с высокой точностью преобразующих входной сигнал датчика в унифицированный выходной сигнал, обычно токовый 4-20 мА.

3. Измерительные преобразователи уравновешивающего преобразования используются при измерениях неэлектрических величин, преобразованных в электрический сигнал, и реализуют различные варианты метода сравнения. В системе ГСП приборы уравновешивающего преобразования обычно являются частью агрегатных комплексов контроля и регулирования, т.е. предполагают возможность сопряжения с различными типами стандартных первичных преобразователей (датчиков) системы ГСП и устройств отображения и регистрации измерительной информации

Преобразователи второй и третьей групп могут предназначаться как для узкоцелевого использования - для работы с конкретным типом датчика или для измерения единственной физической величины, например давления или температуры, так и быть многофункциональными, использующими аппаратные или (и) программные способы изменения режима работы.

Дата добавления: 2015-03-31