Ekz / Подг к экзаменам / 19,20 Вопросы

Вопрос 19. Основные надписи на шкалах приборов.

Шкала – совокупность отметок или других символов, соответствующих ряду последовательных значений величин.

Шкалы бывают односторонними, двусторонними и безнулевыми.

В односторонних шкалах один из пределов измерений средства измерения равен нулю.

В двусторонних шкалах нулевое значение расположено на шкале между отрицательными и положительными значениями.

В безнулевых – на шкале нет нулевого значения – отсчет начинается от какого то фиксированного значения – большего нуля.

На шкале измерительного прибора отмечаются измеряемая им физическая величина, класс точности прибора, род тока, для которого прибор предназначен, рабочее положение (вертикальное или горизонтальное), величина напряжения, при котором испытывалась изоляция прибора, система прибора.

Пример: шкала вольтметра.

Вопрос 20. Измерительные приборы. Их классификация. Понятие: датчик, измерительный прибор, реле (сигнализатор).

Средство измерений – техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Измерительный прибор – представляет собой средство измерений, предназначенное для выработки под воздействием измеряемой величины сигнала измерительной информации и отображения этого сигнала на отсчётном (индикаторном) устройстве или его регистрации.

Измерительные системы – состоят из датчиков, установленных по месту на технологическом оборудовании и вторичных приборов, установленных на щитах автоматики в пункте управления технологическим процессом.

Примером такой системы, является система контроля загазованности СКЗ.

Измерительный преобразователь (датчик) – предназначен для преобразования измерительного сигнала в форму, удобную для передачи, дальнейшего преобразования, хранения и обработки.

Измерительные преобразователи имеют нормированные метрологические характеристики. Конструктивно, как правило, оформлены в самостоятельное средство измерений, но иногда являются встроенной составной частью измерительного прибора.

Сигнализатор (реле) – устройство, преобразующее с требуемой погрешностью контролируемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.п.) в сигнал (обычно в виде замыкания или размыкания контакта в электрической цепи), обеспечивающего срабатывание устройств автоматики или сигнализации. Часто такие сигнализаторы называют реле давления, реле температуры, реле уровня и т.п.

Примеры датчиков:

Сигнализирующие приборы (датчики-реле) – предназначены для сигнализации предельных значений измеряемой величины. Сигнализирующие приборы имеют дискретный выходной сигнал.

В этот класс входят такие приборы как: датчики-реле давления, пожарные извещатели ИП, дилатометрический термометр ТУДЭ.

Преобразующие приборы (датчики-преобразователи) – предназначены для преобразования измеряемой величины в аналоговый или цифровой сигнал, пропорциональный измеряемой величине.

В этот класс входят такие приборы как: датчики давления (Micro-Tran, Сапфир, ТЖИУ и т.п.), датчики температуры (термопары, термометры сопротивления).

Примеры измерительных приборов:

Рабочие приборы – предназначены для воспроизведения и хранения единиц физических величин, а также для передачи их значений другим средствам измерений.

Образцовые приборы – предназначены для поверки по ним других средств измерений (рабочих или образцовых меньшей точности).

Эталоны – предназначены для воспроизведения и (или) хранения единицы физической величины с целью передачи её размера низшим по точности средствам измерений (как правило, образцовым).

Показывающие приборы – предназначены для измерения и отображения мгновенного значения измеряемой величины.

В этот класс входят такие приборы как: манометр показывающий, стеклянный жидкостный термометр, амперметр и т.п.

Регистрирующие приборы – предназначены для регистрации (записи) изменения измеряемой величины во времени.

Примером приборов этого класса может служить самописец.

Вторичные приборы – предназначены для обработки сигналов поступающих с преобразующих и сигнализирующих приборов. Вторичные приборы могут быть показывающими, сигнализирующими и регистрирующими.

В этот класс входят такие приборы как: ДНК, логометр Л64И, самописец Minicom, модули обработки входных сигналов контроллера и т.п.

Классификация измерительных приборов.

Структурная схема измерительного прибора

Для создания и изучения измерительных систем, отдельных средств измерений часто применяют так называемые общие структурные схемы средств измерения и контроля. В этих схемах изображены отдельные элементы средств измерения в виде символических блоков, соединенных между собой сигналами, характеризующими физические величины.

Определяют следующие общие структурные элементы средств измерения:

• чувствительный элемент;

• преобразовательный элемент;

• измерительную цепь;

• измерительный механизм;

• отсчётное устройство (шкала)

• указатель;

• регистрирующее устройство.

Первичной задачей любого средства измерения является восприятие физической величины. Эту функцию выполняет чувствительный элемент.

Чувствительный элемент средства измерения (датчик) – часть первого в измерительной цепи преобразовательного элемента, находящаяся под непосредственным воздействием измеряемой величины. Именно этот элемент определяет способность средства измерения реагировать на изменения измеряемой величины.

Основной задачей этого элемента является выработка сигнала измерительной информации в форме, удобной для дальнейшей ее обработки. Этот сигнал может быть механическим (перемещение, поворот), пневматическим, электрическим и др.

При измерениях определенных физических явлений возникает необходимость преобразовывать сигнал, полученный чувствительным элементом, в другую физическую величину (например, давление – в электрическую величину, температуру – в давление и т.п.). Эту функцию выполняет преобразовательный элемент.

Преобразовательный элемент средства измерения – это элемент, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований величины. Он предназначен для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения (например, преобразование неэлектрической величины в электрическую). Преобразовательный элемент, стоящий первым в измерительной цепи, обычно называют первичным преобразователем (например, термопара). Промежуточные (вторичные) преобразователи не меняют род физической величины – аналоговые, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Измерительная цепь средства измерения – это совокупность преобразовательных элементов средства измерения, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации.

Измерительный механизм – часть конструкции средства измерения, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение.

Отсчетное устройство средства измерения – часть конструкции средства измерения, предназначенная для отсчитывания значений измеряемой величины. Оно часто включает в себя шкалу и указатель. В самопишущих приборах отсчетное устройство осуществляет запись в виде диаграммы.

В показывающих приборах при наличии шкалы и указателя возможны отсчетные устройства двух видов: когда указатель перемещается относительно неподвижной шкалы или шкала перемещается относительно неподвижного указателя.

Указатель – часть отсчетного устройства, положение которого относительно отметок шкалы определяет показание средства измерения. Указатель может быть выполнен в виде материального стержня – стрелки или в виде луча света – светового указателя.

Регистрирующее устройство средства измерения – это часть регистрирующего измерительного прибора, предназначенная для регистрации показаний. В качестве регистрирующих измерительных приборов широко применяются самопишущие, в которых предусмотрена запись показаний в форме диафрагмы и печатающие, в которых предусмотрено печатание показаний в цифровой форме.

Структура измерительного прибора устанавливаемого по месту

1. Чувствительный элемент, который воспринимает измеряемую величину, а затем преобразует ее в другую, более удобную для передачи другому звену.

2. Передаточное звено выполняет необходимые преобразования.

3. отчетное устройство позволяет производить отчет показаний измеряемой величины (стрелка и шкала).

Структура измерительной системы с дистанционной передачей показания

1. Преобразователь – преобразует измеряемую величину в стандартный аналоговый сигнал (4-20мА).

2. Вторичный измеряемый прибор, который, по сути, измеряет токовый сигнал, но шкала измерения отградуирована в том диапазоне, в котором работает преобразователь.

Структура измерительной системы, работающей в комплексе с микропроцессорными системами автоматики

1. Преобразователь (измерительный преобразователь) преобразует измеряемую величину в стандартный аналоговый сигнал (4-20мА).

2. Модуль входа аналогового сигнала, который является элементом микропроцессорной системы автоматики.

3. Отчет показания измеряемой величины производится с помощью системы отображения.