Недостатки:

1. Большое воздействие на объект измерения (для передвижения реостата нужно достаточное усилие)

2. Наличие подвижного контакта (что всегда плохо)

3. Дискретность выходного сигнала из-за шага намотки

 

Схема устройства уровнемера (для измерения уровня жидкости, например, в бензобаке автомобиля). (Схема мостовая)

 

 

 

1. Реостатно-измерительный преобразователь

2. Измерительный механизм - логометр. В нём:

1. Ток I1 создаёт вращающий момент, ток I2 создаёт противодействующий момент

2. Измерительная схема мостовая, но неравновесная.

Термочувствительные преобразователи (терморезисторы)

Предназначены для преобразования температуры в электрический параметр сопротивление величин, функционально связанных с сопротивлением.

Существует два типа таких преобразователей: проволочные и полупроводниковые.

 

Проволочные терморезисторы

Представляют из себя катушку-сопротивление, намотанную проволокой из платины или меди. Платиновые (Pt) термометры предназначены для измерения температур от -200 до +650 градусов Цельсия. Функция преобразования R_t=R₀ (1+AT+BT²)

t=0 градусов

R₀= (стандартное) 10, 20, 50, 100 Ом

A=3,97*10^-3 1/

B=-5,85*10^-7 1/ ²

 

Медные (Cu)

= -50 … +180

R_t=R₀(1+ t)

= 4,26*10-³ 1/

R = 50, 100 Ом

 

Достоинства проволочных терморезисторов:

1. Функция линейна для всех металлов

2. Может применяться для измерения больших диапазонов температур

3. Высокая стабильность (параметры этого преобразователя с течением времени не меняются)

 

Недостатки:

1. Низкая чувствительность

2. Достаточно большие габариты

3. Если из платиновой проволоки, то высокая стоимость

 

Полупроводниковые резисторы (термисторы)

Обладают отрицательным температурным коэффициентом

При повышении температуры в полупроводнике увеличивается ударная ионизация атомов из-за возрастания скорости движения атомов. Полупроводниковый терморезистор является одновременно и ионизационным датчиком.

И дырки, и электроны являются подвижным носителями заряда, но электроны реальные, а дырки виртуальные. Дырка это отсутствие электрона. Дырки являются менее подвижным носителем заряда, поэтому более высокочастотным прибором являются NPN транзисторы.

Диапазон измерения термисторов невелик, до +80 градусов (современные до 150).

R_t = R₂₀ exp (B/T ₀ + B/T)

R₂₀ при T₀=293K

B термочувствительность.

Функция преобразования экспоненциальная.

 

Достоинства:

1. Высокая чувствительность

2. Малые габариты

Недостатки:

1. Нелинейная характеристика

2. Нестабильны во времени, как все полупроводники

3. Малый диапазон измерений

 

На фото пример схемы, в которой может использоваться термистор (стабилизация рабочей точки транзистора)

 

Схема включения терморезистора

Мостовая схема с двухпроводной линией.

Rл1, Rл2 - сопротивление измерительных проводов от измерительного резистора к мосту. Уравновешивают только один раз, стрелка микроамперметра на нуле, через амперметр течёт ток, стрелка отклоняется, и шкалу можно проградуировать.

Пунктиром показана трёхпроводная линия.

В двухпроводной имеется погрешность, возникающая при изменении температуры проводов к линии.

Емкостные преобразователи

Е – диэлектрическая проницаемость диэлектрика

S – рабочая поверхность пластин

d- расстояние между обкладками

Существуют 3 типа преобразователей:

1)изм. d- линейные

2)изм. S – поверхностями

3) изм. Проницаемость Е объемная

1 – неподвижная плоскость

2 – подвижная

Для небольших передвижений

Устройство линейного преобразования поверки

Обозначения:

1 – неподвижный цилиндрический электрод

2- подвижный электрический электрод

3-изолятор

4- пружина

d=(D₁-D₂)/2 = const

C_x=kx+C_x0

Для больших величин

Устройство объемного преобразователя

1 – 2 иглы

2 – исследуемое вещество

Схема включения емкостного преобразователя

1. Усилитель

2. Выпрямитель

ГВЧ- генератор высокой частоты

Ск – для компенсации

Изменение емкости – мост приходит в неравновесное состояние появляется ~∆U