- •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
Индукционные измерительные преобразователи.
Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции , где при пересечении проводниковых силовых линий в нем наводиться ЭДС.
Если поле изменяется вокруг проводника, то есть необходимо взаимное перемещение проводника и поля.
а) Преобразователь звукового сигнала в электрический.
Магнитная система с постоянным магнитом и воздушная система с кольцевым зазором. В зазоре создается магнитное поле и в него помещается катушка. При движении катушки от мембраны в ней наводится ЭДС пропорциональная скорости движения и происходит преобразование звукового сигнала в электрический.
б) Генератор постоянного тока.
Индуктор (Статор)
В обмотке наводится ЭДС и получается тахогенератор. Его амплитуда и частота определяются скоростью вращения ротора.
Якорь (Ротор)
в) Датчик скорости вращения вала
Датчик имеет магнитную систему с зазором и колесо с зубом. Поле постоянного магнита замыкается через зуб или через зазор, если колесо крутится. В момент приближения зуба формируется положительный импульс из-за снижения магнитного сопротивления магнитному полю. Частота следования импульсов будет пропорциональна числу оборотов в минуту.(ДВЧ – 2500)
При низкой частоте обычно измеряют период Т:
Для повышения частоты, вместо колеса с зубом используют магнитный барабан с метками.
Пьезоэлектрические преобразователи .
Если из кристалла кварца (природный материал) выпилить пластинку по определенным кристаллическим осям, то она будет пьезоэлектрически ориентирована. При сжатии двух сторон на других сторонах появится потенциал. Используется в датчиках вибрации, ускорения. Кварц – углерод под высоким Р и t0С (искусственный материал).
1.Датчики постоянного ускорения.
Адаптер
Игла движется, вызывая ЭДС
Пластина пьезоэлектрика закрепляется на пластине. При вибрации объекта появляется напряжение , которое можно падать на усилитель и использовать для измерения частоты и вибрации. Усилитель необходим, так как сигнал очень слабый.
2.Датчик вибрации (переменного ускорения).
В корпусе пьезопластины, а сверху груз. Он воспринимает вибрацию в вертикальном положении. Сжимающая деформация.
3. Датчик давления.
Снизу мембрана. «Минус» на корпусе, «плюс» на пьезоэлектрический преобразователь из кварца. Давление действует на мембрану и сжимает пластину, следовательно, вырабатывается сигнал.
Конструкции датчиков для измерения постоянных давлений. В них две пьезопластины, на первую подается напряжение, что вызывает вибрацию, а эта вибрация передается другой пластине (т.е. происходит модуляция).
При отсутствии давления будет сигнал – 1. При присутствии давления смещается среднее значение сигнала под действием статического давления -2. Пьезоэлектрический датчик относится к генераторным, они сами вырабатывают энергию.