Основные понятия и определения. Классификация измерительных преобразователей. Основные характеристики и параметры измерительных преобразователей
Основные понятия и определения
В метрологической практике используется несколько терминов, связанных тем или иным образом с процессом измерительного преобразователя. Чувствительный элемент средства измерения – это часть первого в измерительном канале измерительного преобразователя, воспринимающая входной измерительный сигнал. Измерительный преобразователь – это техническое средство, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобной для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи и имеющие нормированные метрологические характеристики. Как правило, ИП самостоятельного значения как средство измерения не имеет, но входит в состав какого-либо измерительного прибора. Например, термопара в термоэлектрическом термометре. Первичный измерительный преобразователь – это измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, т.е. первый преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора, установки системы. В одном средстве может быть несколько первичных преобразователей.
Промежуточный измерительный преобразователь – это ИП, занимающий место в измерительной цепи после первичного преобразователя.
Датчик – это конструктивно обособленный первичный ИП, от которого поступают сигналы измерительной информации (“дает” информацию в законченном виде). Датчик может быть вынесен на значительное расстояние от средства измерения, принимающего его сигналы.
|
|
|
Сложные ИП содержат, как правило, все перечисленные выше преобразователи.
Классификация измерительных преобразователей
Исходя из определения ИП, как четырехполюсника, классификацию ИП целесообразно приводить по роду входных величин, подлежащих измерению, или по выходным величинам, присущим самому принципу действия преобразователя. Например, ИП давления или резистивные ИП, ИП температуры или термоэлектрические ИП и т. п. Более объединяющим является энергетический признак связи между входными и выходными величинами – это “пассивные” и “активные” ИП или параметрические и генераторные ИП. Принципиальное отличие заключается в том, что “пассивные” ИП требуют внешних источников питания, а генераторные сами являются источниками ЭДС Классификация ИП по принципу действия дает наилучший эффект с точки зрения изучения ИП.
Рассмотрим сначала наиболее распространенные входные величины и их производные, которые определяют тип преобразователя по виду входной величины. Линейное перемещение (длина, толщина, уровень, качество поверхности, эрозия, износ, вибрация, деформация). Угловое перемещение (угловая вибрация, направление потока, угол атаки). Линейная и угловая скорость (расход, вибрация, количество движения, скорость вращения). Сила (вес, удельный вес, напор, механическое напряжение, вращающий момент, давление, поток, высота). Температура (теплопроводность и радиация, давление, скорость газа). Свет (световой поток и освещенность, спектральное распределение, длина волны, частота, число). Время (частота, число – счет, фаза, временной интервал).
|
|
|
Рассмотрим далее наиболее полезные физические явление, которые используются в ИП и которые классифицируют их по принципу действия.”Активные” (генераторные) типы преобразователей : электромагнитный, пьезоэлектрический, термоэлектрический, фотоэлектрический, электрокинетический. “Пассивные” (параметрические) типы преобразователей: резистивный, индуктивный, емкостный, магниторезистивный, терморезистивный, фоторезистивный, магнитоупругий, ионизационный.
Входные величины разделяются также на два класса: величины, характеризующие протекание процессов и величины, характеризующие свойства и состав вещества.
|
|
|
По естественной входной X и выходной Y величинам ИП классифицируются следующим образом: XНЭ→YНЭ;XНЭ→YЭЛ;XЭЛ→YНЭ, (НЭ – неэлектрическая и ЭЛ – электрическая величины). Например, температура – высота ртутного столба; температура – термо-ЭДС; напряжение – угол отклонения подвижной части.
Выходные сигналы классифицируются сложно, но можно выделить наиболее распространенные виды: аналоговые, модуляционные и кодовые. Как правило, выходной сигнал является модулированным, т.е. на несущий выходной сигнал (ток, напряжение, частота, давление воздуха и т.д.) воздействует информативный входной сигнал, изменяя его амплитуду, частоту, фазу и другие параметры.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 856; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!