Измерительные преобразователи неэлектрических величин в электрические.
Измерительные преобразователи неэлектрических величин в электрические
*Термопары
*электронно-оптические преобразователи
*датчики, преобразующие механические колебания в электрический сигнал
Термоэлектрические измерительные преобразователи. Принцип действия.
Термоэлектрические измерительные преобразователи. Принцип действия
Принцип работы термопары основан на термоэлектрическом эффекте, который заключается в том, что в замкнутом контуре, состоящем из двух разнородных проводников возникает термоЭДС (напряжение), если места спаев проводников имеют различные температуры. Если взять замкнутый контур, состоящий из разнородных проводников (термоэлектродов), то на их спаях возникнет термоЭДС E(t) и E(t0), которые зависят от температур этих спаев t и t0. Так как рассмотренные термоЭДС оказываются включенными встречно, то результирующая термоЭДС, действующая в контуре, будет определяться как E(t) - E(t0).
В случае равенства температуры обоих спаев результирующая термоЭДС будет равна нулю. На практике один из спаев погружается в термостат (как правило тающий лед) и относительно его определяется разность температур и температура другого спая. Спай, который погружается в контролируемую среду, называют рабочим концом термопары, а второй спай - свободным.
Аналогово-цифровые преобразователи. Принцип действия и назначение.
Назначение состоит в том, чтобы преобразовать аналоговую величину на входе в дискретную величину на выходе преобразователя, представленную в виде некоторого цифрового кода. В качестве аналоговой величины для преобразования в код чаще всего выбирают интервал времени или постоянное напряжение. Зависимость входной величины в аналоговой форме к выходной величине в дискретных значениях определяется функцией преобразования АЦП. В АЦП отсутствует показывающее устройство.
Ацп постоянное напряжение - частота. Погрешности преобразования
УС-устройство сравнения с входами 1 и 2. На второй вход подается опорное напряжение, на первый – постоянное отрицательное напряжение. Интегратор – делитель напряжения, выполненный на R1 и R2, накопитель энергии – конденсатор С. УПТ – усилитель постоянного тока, необходимый для измерения малых напряжений. На вход интегратора поступает входное отрицательное напряжение, которое будет возрастать прямо пропорционально амплитуде измеряемого напряжения. Когда напряжение на выходе интегратора поступающего на вход 1 УС достигнет величины опорного, на выходе УС формируется импульс, который одновременно поступает на формирователь импульсов восстановления начального уровня (ФИВНУ), который выдает напряжение, равное входному по амплитуде и разряжает конденсатор интегратора. Напряжение от ФИВНУ разряжает С до нулевого уровня. После этого импульс с ФИВНУ прекращается и емкость интегратора снова заряжается до амплитуды входного напряжения. Цикл повторяется. Погрешность преобразования напряжение-частота определяется нелинейностью интегратора и емкости, а так же стабильностью опорного напряжения. Погрешность менее 1%. Такой АЦП широко используется в цифровых вольтметрах В718, В723 и др.
Цифро-аналоговые преобразователи. Принцип действия и назначение.
ЦАП-устройство, которое осуществляет преобразование входных величин, представленных числовыми кодами в эквивалентные им значения какой-либо физической величины, выраженной в аналоговой форме.
ЦАП практически выполняет обратные функции АЦП и широко используется в измерительных приборах, выполненных по схеме уравновешивающего преобразователя. ЦАП, как правило, ставится в цепи обратной связи.
ЦАП цифровой код – среднее значение напряжения. Погрешности преобразования.
ГОИ (генератор образцовых импульсов) вырабатывает последовательность импульсов заданной амплитуды и постоянной частоты следования. Импульсы поступают на счетное устройство (СУ) и на устройство сравнения кодов (УСК). СУ предназначено для сброса результата измерения. Последовательность импульсов после СУ запускает ФИ (формирователь импульсов), который в момент t1 выдает импульс и может находиться в открытом состоянии до тех пор, пока не придет другой импульс, который переведет его в закрытое состояние. УСК сравнивает количество импульсов с заданным кодом. Как только количество импульсов совпало с кодом, УСК выдает импульс, который закрывает ФИ. ФИ в момент t3 закрылся, и на его выходе присутствует импульс с длительностью tи . В момент приходит импульс от СУ и ФИ снова открывается, цикл повторяется. После ФИ ФНЧ (фильтр низких частот) усредняет амплитуду импульса за период, т.е. изменяется величина, представленная в дискретном виде, преобразуется в среднее напряжение за период. ЦАП такого типа имеет погрешность преобразования от 0,1÷3%, в связи с тем, что количество счетных импульсов не всегда может быть достаточно большим. Кроме того, температурная нестабильность блоков приводит к увеличению погрешности измерений, а выполнить высокостабильный источник опорного напряжения в широком диапазоне напряжений сложно.