Київський національний університет імені Тараса Шевченка 7. Вимірювальні
36702-av-07.ppt
- Количество слайдов: 46
Київський національний університет імені Тараса Шевченка 7. Вимірювальні перетворювачі (продовження) М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] М. Кононов Засоби автоматизації вимірювань
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 2 Температура
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 3 Температура Традиційні термометри
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 4 Температура Традиційні термометри
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 5 Температура Використовується ефект Зеєбека Контактна різниця потенціалів викликана відмінністю енергій Фермі у контактуючих різних провідників. При створенні контакту рівні Фермі стають однаковими, і виникає контактна різниця потенціалів Якщо температура одного з контактів зміниться на dt, то, оскільки енергія Фермі залежить від температури, U також зміниться. Але якщо змінилася внутрішня контактна різниця потенціалів, то змінилося електричне поле в одному з контактів, і тому циркуляція вектора Е буде відмінна від нуля, тобто з'являється ЕРС в замкнутому ланцюзі. Дана ЕРС називається термо-ерс. Термопара
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 6 Температура
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 7 Температура Використовується ефект Пєльт’є процес виділення або поглинання тепла при проходженні електричного струму через контакт двох різнорідних провідників. Величина тепла, що виділяється, і його знак залежать від вигляду контактуючих речовин, сили струму і часу проходження струму, тобто кількість тепла, що виділяється, пропорційна кількості минулого через контакт заряду Q12 = P12 I dt = − dQ21 Термоелектричний елемент
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 8 Температура Термоелектричний елемент
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 9 Температура
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 10 Температура Металеві Напівпровідникові Термометр опору
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 11 Кварцовий резонатор Температура
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 12 Температура Пірометр Пірометр — прилад для безконтактного виміру температури тіл. Принцип дії заснований на вимірі потужності теплового випромінювання об'єкту виміру переважно в діапазонах інфрачервоного випромінювання і видимого світла
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 13 Температура Кріостат
Кріостат М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 14 Температура Регулювання температури Q3 Q1+ Q2 + Q3 =0
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 15 Час та частота
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 16 Час та частота Добротність кварцового резонатора 106 - 107
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 17 Час та частота Перехід між двома рівнями основного стану Цезія 133, точність 1014 - 1015 Квантовий (молекулярний) еталон
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 18 Час та частота Таймер — пристрій, призначений для ведення зворотного відліку часу Генератор імпульсів Регістр
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 19 Час та частота t1 t2 fo
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 20 Час та частота fx fo
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 21 Лічильник Час та частота
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 22 Синхронізація Час та частота Сигнал синхронізації Подія синхронізації Логічна (програмна) Фізична (апаратна)
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 23 Магнітне поле
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Найбільш поширені магнітометри: Індуктивні холівські СКВІД Магнітне поле 24 Інші методи
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 25 Оптичні величини
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 26 Фоторезистор Оптичні величини Фотодіод Фоттранзистор CCD лінійка
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 27 Електричні величини
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 28 Масштабування
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 29 Масштабування
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 30 Масштабування Операційний підсилювач
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 31 Масштабування Схеми вимірювальних підсилювачів
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 32 Забезпечення датчиками складних вимірювань
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Спектр (лат. spectrum від латів. spectare — дивитися) — безліч значень фізичної величини, розподілених по деякому енергетичному параметру, а також графічне представлення такого розподілу Забезпечення датчиками складних вимірювань Спектроскопія 33
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 34 Спектр приладом зводиться до просторового, або часового розподілу, неперервного або дискретного Забезпечення датчиками складних вимірювань Спектроскопія
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 35 Фур’є інфрачервоний спектрометр Bruker Vertex 70 Забезпечення датчиками складних вимірювань Спектроскопія Хроматомасспектрометр
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 36 Забезпечення датчиками складних вимірювань Спектроскопія
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 37 Електронний ніс Забезпечення датчиками складних вимірювань Набір датчиків на основі кварцового резонатора з шаром, який вибірково адсорбує речовину Спектроскопія
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання 38
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 39 Вимірювання потужності Болометри Вимірювання амплітуди діодні детектори Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 40 Вимірювання частоти / довжини хвилі Зсув зонда вздовж лінії або використання багатьох зондів Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання Резонатор з перестроюванням Гетеродинні вимірювання
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 41 Масштабування сигналу Електронні модулятори (p-i-n діоди) Керовані атенюатори Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання Підсилювачі на нвч-транзисторах
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 42 Комутація сигналу p-i-n діоди в ключовому режимі Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання транзистори
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 43 Напрямлені відгалужувачі Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання
М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 44 Забезпечення датчиками складних вимірювань Мікрохвильові вимірювання
Резюме Автоматизація експерименту цифровими методами вимагає врахування специфічних потреб при виборі вимірювальних перетворювачів М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 45 Характеристики АЦП і ЦАП є одним з найважливіших факторів, які визначають швидкодію та точність вимірювальної системи
Завдання на самостійне опрацювання Опрацювання матеріалів лекції. Схемотехніка ЦАП в інтегральному виконанні [1–С.262-270] М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 46