Преобразователи. Общие сведения

Лекция № 2 от 21.02.2005

Эталоны.

Эталоны – средства измерения, служащие для воспроизведения и хранения единиц измерения с наивысшей точностью, достижимой при данном уровне развития науки и техники, а также для поверки приборов и преобразователей высокого метрологического класса.

Поверка – операция сравнения показаний средств измерений с показаниями средств измерений более высокого метрологического класса для определения их погрешностей или поправок их показаний.

Градуировка – операция, при помощи которой делением шкалы придают значения, выраженные в установленных единицах измерения.

Преобразователи – приборы, которые преобразуют одну форму энергии в другую.

Существует два основных типа преобразователя:

§ Активные;

§ Пассивные;

Активный (авто генерирующий) преобразователь непосредственно преобразует одну форму энергии в другую, не нуждаясь во внешнем источнике или внешнем возбуждении (пример – термопара).

Исходя, из классификации энергии на различные формы возможны следующие комбинации входного (измеряемого), выходного сигнала и возбуждения для любых преобразователей.

1. Механическая энергия;

2. Электрическая энергия;

3. Магнитная энергия;

4. Тепловая энергия;

5. Излучательная энергия;

6. Химическая энергия;

Имеется несколько параметров, с которыми необходимо считаться при выборе преобразователей для конкретного применения:

§ Чувствительность преобразователей – выходной сигнал, обычно в [В], который вырабатывается при заданных входном сигнале и уровне возбуждения;

§ Разрешение – наименьший сигнал, который может быть измерен;

§ Воспроизводимость – указывает на сколько близки результаты двух измерений одной и той же величины;

§ Точность преобразователя – регламентируется классом точности и зависит от рабочих условий, то есть необходимо учитывать воздействие окружающей среды на свойства преобразователя;

§ Частотная характеристика – зависимость выходного сигнала от измерений частоты на входе;

§ Постоянная времени – время, необходимое преобразователю, чтобы достичь 63% уровня его конечного сигнала при ступенчатом измерении входного сигнала;

§ Время отклика – время, необходимое преобразователю, чтобы достичь 90% от уровня его конечного сигнала при ступенчатом измерении входного сигнала;

§ Линейность преобразователя – линейная зависимость между входным и выходным сигналом (при этом необходимо учитывать гистерезис преобразователя);

§ Резонансная частота преобразователя должна быть известна и не должна находиться в измерительном диапазоне;

§ Устойчивость к шумам, к которым в данном случае относятся все сигналы, кроме измерительного;

Преобразователи обычно классифицируются по их практическому применению или физическому принципу действия.

Тип преобразователя	Давление	Смещение	Положение	Скорость	Ускорение	Вибрация	Температура	Магнитный поток	Оптические измерения
Термодатчик	+	+	+	+	+	+	-	-	-
Потенциометрический датчик	+	+	+	+	+	-	-	-	-
Линейный дифференциальный датчик (ЛФТ датчик)	+	+	+	+	+	-	-	-	-
Переменная индуктивность	-	+	+	+	+	-	-	-	-
Магнитно-резистивный датчик	-	+	+	-	-	-	-	-	-
Емкостный датчик	+	+	+	-	+	+	-	-	-
Пьезоэлектрический датчик*	+	+	-	+	+	++	-	-	-
Термистор	-	-	-	-	-	-	+	-	-
Термопара*	-	-	-	-	-	-	+	-	-
Термометр сопротивления	-	-	-	-	-	-	+	-	-
Фотосопротивление	-	-	-	-	-	-	-	-	+
Фототранзистор	-	-	-	-	-	-	-	-	+
Фотогальванический элемент*	-	-	-	-	-	-	-	-	+

* - авто генерирующие (активные) преобразователи.

Дата добавления: 2014-01-07