7. Классификация измерительных преобразователей.

1. классификация по физическим закономерностям, положенным в основу принципа действия ИП.

Механические упругие преобразователи

а) Механические упругие преобразователи – их принцип действия основан на зависимости между механическими силами и выходными перемещениями, обусловленными упругими свойствами материала преобразователей (мембраны, упругие стержни, пружины). ИП этой группы используются для измерении сил крутящих моментов, давлений.

Механоэлектрические резистивные преобразователи

б) Механоэлектрические резистивные преобразователи. В основе их принципа действия лежит закон Ома. Типичными для этой группы ИП являются резисторы, реостаты, потенциометры. Электрическое сопротивление у них измеряется под действием входного механического воздействия.

Электростатические преобразователи

в) Электростатические преобразователи. У таких преобразователей переносчиком информации является электрический заряд. К этой группе относятся емкостные преобразователи, у которых емкость или накопленный заряд изменяются под действием входной величины.

Такие преобразователи используются для измерения механических перемещений уровней жидкостей, толщины материалов.

К этой же группе относятся пьезоэлектрические преобразователи, использующие прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты (кварц, пьезокерамика). Применяются для измерения механических сил, давлений, ускорений и для построения обратных преобразователей перемещений.

Преобразователи электромеханической группы.

г) Преобразователи электромеханической группы. Принцип действия таких ИП основан на возникновении механических перемещений их подвижных элементов под влиянием электрического тока.

Применяются при построении стрелочных индикаторов и обратных преобразователей перемещения.

Гальваномагнитные преобразователи

д) Гальваномагнитные преобразователи. принцип их действия основан на использовании гальваномагнитных эффектов, заключающихся в измерении электрического сопротивления (эффект Гаусса) или появления ЭДС (эффект Холла) при воздействии входного магнитного поля. Эти эффекты возникают в полупроводниковых материалах. Данные преобразователи используются при измерениях электрических и магнитных величин.

е) Электромагнитные преобразователи. Это большая и разнообразная по принципам действия группа ИП, основанная на использовании электромагнитных явлений. В эту группу входят трансформаторные, магнито-упругие и индукционные ИП. Применяются для измерения как электрических, так и неэлектрических величин.

ж) Тепловые преобразователи. Их функционирование основано на физических закономерностях, определяемых тепловыми процессами. К таким ИП относятся терморезисторы и термопары. Основные их назначение – измерение температуры.

з) Электрохимические преобразователи. Такие ИП представляют собой электролитическую ячейку, заполненную раствором с помещенными в нее электродами. Принцип их действия основан на зависимости электрических параметров ячейки (пр. сопротивление) от состава, концентрации, температуры и других свойств раствора.

и) Оптические преобразователи. В основе принципа их действия лежит зависимость параметров светового излучения от значения преобразующей величины. Оптическая ИП состоит из источника излучения, оптического канала и приемника излучения. В качестве канала может использоваться волоконный световод. В качестве источника излучения широко применяются лазеры.

к) Квантовые преобразователи. ИП данного вида используют явления резонансного поглощения энергии высокочастотного электромагнитного поля рабочим веществом, находящимся под воздействием преобразующих величин (температуры, давления, напряженности электрического и магнитного поля). Основные типы квантовых ИП основаны на явлениях электронного паромагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса.

2. По виду входной величины ИП подразделяются на преобразователи электрических и преобразователи неэлектрических величин.

Последняя группа наиболее многочисленна и разнообразна.

3. По способу формирования выходного сигнала ИП делятся на:

а)Генераторные (энергетические ИП) обеспечивают непосредственное преобразование входной величины в пропорциональное соединение выходного сигнала. Без использования данных источников энергии. Например, ИП с термопарой.

б) Параметрические ИП. В них воздействие входной величины приводит к изменению определенных параметров электрической цепи (сопротивления, электоемкости). Получение выходного сигнала обеспечивается внешним источником энергии (ИП с терморезистором).

Различают ИП с электрическими и неэлектрическими выходными сигналами. Наиболее распространены ИП с электрическими входными сигналами, так как позволяют осуществить обработку измерительной информации средствами электронной техники.

ИП с неэлектическим входным сигналом применяются в основном для построения измерительных механизмов стрелочных индикаторов или обратных преобразователей уравновешивающих величин, а также пневматических, гидравлических и оптических устройствах.

4. По методу преобразования ИП могут быть:

а) прямого преобразования

б) уравновешивающегося

5. По функции преобразования различают:

а) масштабные ИП для измерения входной величины в заданное число раз.

б) функциональные ИП, у которых выходной сигнал функционально связан с входной величиной вполне определенной математической зависимостью.

Существует много разновидностей функциональных ИП: многопараметрические, интегрирующие, дифференцирующие, экспоненциальные, квадратичные и др.

6. По месту в структурной схеме измерительной цепи различают:

а) первичные

б) промежуточные

в)передающие