- •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
Датчики давления.
Состав:
1. Преобразователь давления Р в механическое напряжение.
2. Преобразователь механического напряжения в сопротивление.
3.Преобразователь сопротивление ТД в напряжение.
Индуктивные датчики
якорь
воздушный зазор
неподвижная часть
Входной величиной датчика является перемещение.
Выходная величина ток в катушке.
Другие конструкции:
1.
В зазор магнитопровода вдвигается ферромагнитный якорь
2.
3.
К3
Перемещение 10-20 мм.
В зазор вводиться медная гильза, образующая короткозамкнутый виток. Индуктивность будет уменьшаться, т.к. будет уменьшаться магнитный поток. Для расширения рабочей зоны индуктивного датчика применяется датчик (см.4) и (см.5), которые могут быть выполнены по дифференциальной схеме или мостовой схеме.
4. Погрешность индуктивного датчика
-
Нелинейность
-
Электромагнитная сила
-
Температурная
Могут включатся по дифференциальной схеме или мостовой.
Две одинаковые катушки и общий якорь. Входная величина – перемещение якоря при этом зазор с одной стороны растет, с другой уменьшается, следовательно, индуктивность с одной стороны растет, а с другой уменьшается.
-
дифференциальная схема
Есть два контура - в них протекают токи, определяемые величиной сопротивления Zc. Трансформатор с отводом от средней точки.
При смещении сердечника вправо растет Z2, а Z1 снижается. При среднем положении сердечника Z1=Z2 и I1=I2 и Iвых=I1-I2.
Iвых – диагональный ток где находиться измерительный прибор.
-
мостовая схема включения.
Катушка из двух секций включается по
мостовой схеме (четыре сопротивления,
включенные в плечи моста) два тока J1 и J2
определяется сопротивлениями Z1 и Z2.
Трансформаторные датчики.
Входная величина - перемещение якоря Х
Выходная величина – ЭДС вторичной обмотки.
Трансформатор, у которого разрезан магнитопровод.
; ;
- коэффициент взаимоиндукции.
Выходное напряжение датчика является выходной функцией зазора. При Х=0: б=бо – максимальный зазор (напряжение минимальное, перемещение максимальное). По мере приближения якоря Е2 нелинейно растет, а Zm снижается.
Другие конструкции:
1.
2.
Вторичная обмотка перемещается по сердечнику и при этом изменяется количество силовых линий пересекаемых катушкой.
3. Дифференциальные трансформаторные датчики.
Выходной сигнал достаточно мощный для передачи его без усиления .
-
Температурная погрешность снизится, так как обмотки будут компенсировать друг друга.
-
Линейная характеристика
-
В два раза возросла чувствительность
-
Снижена сила притяжения якоря.