Измерительный преобразователь Введение Измери тельный преобразова тель

Измерительный преобразователь

Введение Измери тельный преобразова тель — техническое средство с нормируемыми характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал.

Введение ИП удобен для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором.

Введение ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки) или применяется вместе с какимлибо средством измерений.

Классификация 1. По характеру преобразования: Аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину (аналоговый измерительный сигнал) в другую аналоговую величину (измерительный сигнал); Аналого-цифровой измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код; Цифро-аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.

Классификация 2. По месту в измерительной цепи: первичные преобразователи (датчики), унифицированные, промежуточные и масштабные.

Датчик может состоять из одного или нескольких измерительных преобразователей, объединенных в единую конструкцию. На датчик непосредственно воздействует измеряемая физическая величина (сила, давление, уровень, температура и т. д. ). Для датчиков основными характеристиками являются: - тип, - диапазон измеряемой величины, - диапазон рабочих температур и погрешность в этом диапазоне, - обобщённое входное и выходное сопротивления, - частотная характеристика.

Унифицированный преобразователь Состоит из датчика и схемы согласования. Он преобразует измеряемую физическую величину в нормированную выходную величину, используя при этом источник энергии.

Масштабные преобразователи относятся к группе измерительных преобразователей электрических величин и предназначены для изменения значения размера физической величины в заданное число раз без изменения рода величины.

Классификация: 3. По различным признакам: Передающий измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации; Масштабный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз. 4. По принципу действия: генераторные и параметрические

Характеристики: 1. Функция преобразования Различают номинальную функцию преобразования Yном = Fном (X) приписываемую измерительному преобразователю согласно государственным стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам, и реальную (рабочую) Yр = Fр (X), которую он имеет в действительности.

Характеристики: 2. Погрешность. Абсолютные, относительные и приведённые погрешности измерительного преобразователя определяются по входу и выходу, так как входная и выходная величины могут иметь разную физическую природу, а также вследствие того, что часто отсутствует измерительный преобразователь, по которому можно было бы поверить рабочий преобразователь.

Основные виды: 1. Пассивные масштабные преобразователи, работают за счёт энергии объекта исследований. К этой группе относятся шунты, резистивные, ёмкостные и индуктивные делители тока и напряжения, измерительные трансформаторы. Пассивные масштабные преобразователи строятся на пассивных элементах: резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности. Характерным для них является то, что мощность выходного сигнала всегда меньше мощности входного.

Шунты Чтобы в измерительный механизм прибора поступал ток Iим, меньший в n раз измеряемого тока I, необходимо использование шунта - сопротивления, подключаемого параллельно цепи измерительного механизма. Значение сопротивления шунта R определяется из соотношения R = Rим/(n-1), где Rим - сопротивление измерительного механизма, n = I/Iим - коэффициент шунтирования.

Добавочные резисторы Служат для расширения пределов измерения измерительных механизмов по напряжению и включаются последовательно с ними.

Основные виды: 2. Активные масштабные преобразователи. Позволяют не только изменить размер величины, но и увеличить мощность выходного сигнала К ним относятся измерительные усилители, повышающие уровни работающие за счёт дополнительного источника энергии

Основные виды: 3. Аналоговые электромеханические электроизмерительные приборы Электромеханические измерительные приборы (ЭИП) отличаются : - простотой, - дешевизной, - высокой надежностью, - разнообразием применения, - относительно высокой точностью. Любой ЭИП состоит из ряда функциональных преобразователей, каждый из которых решает свою элементарную задачу в цепи преобразований. Например, самый простой прибор прямого преобразования (вольтметр, амперметр) состоит из трех основных преобразователей: - измерительной цепи (ИЦ), - измерительного механизма (ИМ) - отсчетного устройства (ОУ).

Магнитоэлектрические приборы (МЭП) состоят из - измерительной цепи, - магнитоэлектрического измерительного механизма и - отсчётного устройства (см. рис. ). Конструктивно измерительный механизм может быть выполнен либо с подвижным магнитом, либо с подвижной катушкой (измерительные механизмы с внешним и внутрирамочным магнитом). Преимущества измерительных механизмов с внутрирамочным магнитом - лучшее использование магнитной энергии магнита, что позволяет создавать миниатюрные приборы.

Достоинства магнитоэлектрических приборов: - высокий класс точности - равномерная шкала, - высокая и стабильная чувствительность, - большой диапазон измерений,

Недостатки: - сложность и относительно высокая стоимость, - температурные влияния на точность измерения, - пригодность для измерения только в цепях постоянного тока. Применение. Магнитоэлектрические ИМ используют в амперметрах, вольтметрах, гальванометрах (обычных, баллистических и вибрационных) и омметрах.

Электромеханические приборы с преобразователями В соответствии с используемым преобразователем приборы называют выпрямительными, термоэлектрическими, электронными. Выпрямительные приборы Представляют собой сочетание выпрямительного преобразователя и магнитоэлектрического ИП. В качестве преобразователей (выпрямителей) используются полупроводниковые выпрямители (диоды) на основе кремния или германия.

Достоинства: - высокая чувствительность, - малое собственное потребление мощности, - широкий частотный диапазон - возможность работы без частотной компенсации на частотах до 2000 Гц. Недостатки: - зависимость показаний от формы измеряемого напряжения, - невысокая точность Применение: выпрямительные приборы широко используют в качестве комбинированных приборов для измерения постоянных и переменных токов, напряжений и сопротивлений - ампервольтомметры (авометры).

Термоэлектрические приборы Представляют собой сочетание магнитоэлектрического механизма с отсчетным устройством и термоэлектрического преобразователя. Термоэлектрический преобразователь состоит из одной или нескольких термопар и нагревателя, по которому протекает измеряемый ток. Нагреватель обычно изготовляется из материала с большим удельным сопротивлением (нихром, константан, вольфрам) с допустимой температурой 600. . . 800 °С. Для термопары подбирают материалы, дающие в паре высокую термо-ЭДС, обладающие устойчивыми термоэлектрическими характеристиками (хромель-копель, медь-копель и др. ).

Домашнее задание ; -)