- •Пермский государственный технический университет
- •Пермь 2004
- •Метрология. Основные понятия. (гост 16263-70)
- •Виды измерений.
- •Методы измерений.
- •Технические средства измерений.
- •Датчики физических величин.
- •Классификация датчиков.
- •1. Датчики:
- •Датчик, его метрологические характеристики.
- •Требования к датчикам.
- •Принципы развития датчиков.
- •Резистивные датчики.
- •Существует две схемы включения
- •Тензорезисторы.
- •Конструкция проволочного тензорезистора.
- •Тонкая фольга высокоомного сплава наносится
- •Конструкция пленочного тензорезистора.
- •Погрешности.
- •Градуировка тензодатчиков.
- •Схемы включения тензодатчиков.
- •Датчики давления.
- •Индуктивные датчики
- •4. Погрешность индуктивного датчика
- •Трансформаторные датчики.
- •Индукционные измерительные преобразователи.
- •Пьезоэлектрические преобразователи .
- •Магнитоупругие преобразователи (параметрические ).
- •Цифровые измерительные преобразователи. (ацп)
- •Преобразователи угла с электрической редукцией (редуктосины).
- •Частотные датчики.
- •2. Расходомер со сносом метки.
- •2.Ультразвуковой уровнемер.
- •Емкостные датчики
- •Измерение температуры.
- •Датчики расширения.
- •Терморезисторы .
- •Полупроводниковые терморезисторы.
- •Схемы включения
- •Автоматический уравновешивающий мост (мс-01).
- •Термопары.
- •Конструкции промышленных термопар.
- •Скоростная термопара.
- •Характеристики термопар и погрешности.
- •Автоматический компенсатор ( автоматический потенциометр пс – 01).
- •Пирометры.
- •Радиационные пирометры (рапир).
- •Яркостные пирометры.
- •1) Яркостный пирометр с исчезающей нитью(оппир).
- •2) Яркостный пирометр с оптическим клином.
- •Цветовые пирометры.
- •Измерение давления.
- •А) Жидкостные манометры.
- •Б) Манометры с упругими преобразователями.
- •Измерение уровней (жидкости в резервуаре, сыпучих веществ).
- •Поплавковый датчик уровня с постоянным погружением.
- •Поплавковый датчик уровня переменного погружения (буйковый датчик).
- •Гидростатические уровнемеры
- •Электрические уровнемеры
- •Измерение уровня сыпучести
- •Измерение параметров движения
- •Измерение пути
- •Измерение скорости
- •Тахогенератор постоянного тока
- •Асинхронный тахогенератор
- •Синхронный тахогенератор
- •Частотные датчики скорости
- •П ростейший датчик
- •Фотоэлектрический датчик
- •Индукционный бесконтактный датчик дчв-2500
- •Стробоскопический способ измерения скорости
- •Измерение постоянных ускорений
- •Измерение переменных ускорений (вибраций)
- •Измерение механических усилий.
- •Датчик для измерения линейных моментов.
- •Измерение крутящих моментов
- •Бесконтактный оптический датчик:
- •Фазоимпульсный датчик момента
- •Индуктивный торсиометр
- •Измерение угловых и линейных размеров
- •Реостатный датчик
- •Индуктивный датчик
- •4. Линейная схема включения лвт.
- •5. Сельсин
- •Измерение состава и концентрации вещества по электропроводности.
- •1.Кондуктометрический преобразователь для измерения концентрации соли.
- •2.Потенциалометр – прибор для измерения активности (концентрации) водородных ионов.
- •3.Кулонометрический преобразователь для измерения влажности газов.
- •4.Полярографический преобразователь для исследования состава раствора.
- •Литература по курсу
Классификация датчиков.
1. Датчики:
Аналоговые: параметрические - L
-R
-C
генераторные (ТП, датчики Холла, ТГ и т.д.)
Цифровые.
Частотные.
2. По виду сигнала.
Аналоговые непрерывные (т.е. имеют бесконечное множество значений выходного электрические сигнала). Они подвержены влиянию окружающей среды и помех – не точные.
Цифровые – конечное значение уровней сигнала (количество значений определяется разрядностью). Они имеют высокую точность и помехоустойчивость при большем количестве разрядов, но сложны в реализации.
Частотные – где выходной сигнал гармонические колебания (частота, либо период, либо сдвиг фазы). Имеют высокую как точность, так и помехоустойчивость.
Параметрические – изменяется какой либо параметр (R, L, C) поэтому для выходного сигнала им необходим измерительный преобразователь.
Генераторные – сами вырабатывают электрические сигналы (пример: термопара).
Датчик, его метрологические характеристики.
X Y
-
Х - входная величина, на которую настроен датчик.
-
У – выходная величина.
-
Функция преобразования, может быть:
- аналитически в виде y = f(x)
- графически в виде графика y
-таблично в виде таблицы.
y
-
Чувствительность: S = Δy/Δx , Δy
если размерности входа и выхода разные, и
коэффициент усиления, если размерности равные. Δx
0 x
Х
-
Номинальная характеристика как усредненная y
характеристика.
Реальная характеристика отличается от номинальной
на величину равную погрешности.
у x
-
Порог чувствительности Δо – это минимальное
изменение входного сигнала, вызывающее
минимальное изменение выходного сигнала
х
0
7. Диапазон измерения 0ХН – это область значений измеряемой величины, для которой нормированы допустимые погрешности.
-
Быстродействие – это время, которое затрачивается на измерение. Оно может выражаться через постоянную времени Т.
-
Абсолютная погрешность. Δ = Х – А
-
Δ = У-Уном - абсолютная погрешность по выходу
У – реальное значение сигнала
Уном - номинальное значение сигнала
y
11. δ = Δ / У относительная погрешность по выходу. реальная
12. γ= Δ / Уmax-Уmin приведенная погрешность по выходу.
Δy номинальная
0 t