Traductoarele de măsurare, tipurile și aplicațiile acestora.
Structura generală a dispozitivelor de măsurare
În procesul de studiere a fenomenelor naturale sau în procesul de fabricare a diverselor produse, este necesar să se determine și să se cuantifice parametrii fizici. În acest caz, traductoarele de măsurare sau senzorii de cantități fizice.
Traductoare de măsurare (senzori) - instrumente de măsurare care convertesc cantitatea neelectrică măsurată într-o altă cantitate fizică, convenabilă pentru utilizare de către o persoană sau un dispozitiv automat.
În convertor este necesar să se facă distincția între transformările primare și secundare ale cantității fizice măsurate.
La transformarea primară sunt elemente sensibile care percep direct cantitatea fizică măsurată. De exemplu, pentru măsurarea presiunii sunt cutii cu membrană aneroidice, burduf etc. Sarcina lor - .. Absoarbe și conversia presiunii în deplasare mecanică, ceea ce este mai convenabil pentru mai departe - convertorul într-o magnitudine electrică.
Principalele tipuri de convertoare primare sunt două:
- convertoare, în care valoarea măsurată este transformată în mișcare liniară sau unghiulară;
- convertoarele care utilizează modificarea proprietăților electrice ale elementului sensibil când se modifică valoarea măsurată.
În principiu, există și alte tipuri de convertoare, de exemplu chimice sau termice, dar acestea nu sunt utilizate pe scară largă.
Prin tipul parametrului de ieșire, convertoarele sunt împărțite în parametri și generatoare.
Valoarea de ieșire a convertorului parametric este parametrul pasiv al circuitului electric - rezistență, capacitate, inductanță etc. Utilizarea lor în circuitele de măsurare necesită o sursă auxiliară de alimentare. Cea mai mare aplicație a fost găsită pentru convertoarele parametrice de următoarele tipuri:
- reostat, pe baza dependenței valorii rezistenței de poziția periei mobile a reostatului (potențiometru). Utilizare - în măsurarea parametrilor neelectrică, care pot fi transformate în mișcare unghiulară, de exemplu, liniar sau, prin intermediul cutie de presiune aneroid, în cazul în care acest lucru nu necesită o precizie ridicată.
- tulpina bazată pe valoarea rezistenței în funcție de elementul de detectare tulpina - Transductorul, care este pliat și pus subțire sârmă de metal lung cu un diametru de 0.02-0.05 mm și lipită pe obiectul de măsurare. Aplicare - pentru măsurarea deformațiilor, a stresului mecanic, a presiunilor etc .;
- Sensibilitatea la temperatură, folosind dependența de rezistență la temperatură, se realizează sub formă de bobine din sârmă subțire, de obicei cupru. Aplicație - pentru măsurarea temperaturii într-un volum închis, pentru măsurarea temperaturii fluxurilor de gaz sau lichid, etc;
-induktivnye folosind relația dintre inductanță și inductivitatea mutuală a înfășurărilor poziției elementului magnetic individuale, a cărui mișcare este determinată de elementul senzor. Au precizie mare. Aplicație - pentru măsurarea deplasărilor, a presiunilor etc.
- Capacitiv, folosind relația dintre capacitatea condensatorului și dimensiunea și dispunerea plăcilor sale, precum și permitivitatea dielectrică a mediului. Acestea au o sensibilitate ridicată, o inerție redusă și o precizie ridicată. Aplicație - pentru măsurarea nivelului lichidului, umidității substanțelor, deplasărilor mici;
- electrolitic, folosind relația dintre rezistența electrică a electrolitului și concentrația acestuia. Aplicație - pentru măsurarea concentrației de soluții;
- ionizarea, folosind relația dintre rezistența spațiului de gaz și gradul de ionizare. Aplicație - pentru a măsura intensitatea radiației, deplasarea mecanică (manometrul de ionizare), măsura densitatea și compoziția gazului.
Valoarea de ieșire a convertorului generatorului este cantitatea electrică activă - emf. sau curent. Astfel de convertoare produc o valoare măsurată sub forma unui semnal electric de unul dintre tipuri - sub forma unui nivel de tensiune al unui curent constant, alternativ sau pulsatoriu. Informația este cuprinsă într-unul din parametrii electrici -
în amplitudine, în frecvență sau în fază, în numărul de impulsuri sau codificate într-un cod serial sau paralel. Cea mai mare aplicație a fost găsită în convertoarele de generatoare de următoarele tipuri:
- inducție, bazată pe inducția electromagnetică atunci când se deplasează un magnet permanent lângă bobină, în care există emf. Aplicație - pentru măsurarea vitezei deplasărilor liniare și unghiulare;
- piezoelectric, bazat pe utilizarea efectului piezoelectric (sub influența solicitărilor mecanice pe suprafața cristalului de cuarț sau o altă substanță, o sarcină electrică). Aplicare - pentru măsurarea parametrilor cantităților mecanice cu schimbare rapidă;
- puterea termoelectric bazate pe efectul termoelectric în circuitul termocuplu (la diferite temperaturi ale joncțiunilor două conductoare diferite în circuitul termocuplu apare emf). Aplicație - pentru măsurarea temperaturii într-un domeniu larg;
- galvanic, pe baza apariției emf. la interacțiunea electrochimică a electrozilor cu o soluție. Aplicație - măsurarea concentrației de ioni în soluții și gaze;
- fotoelectric, bazat pe apariția emf. în unele metale și semiconductori în iluminarea lor. Aplicație - pentru a măsura intensitatea radiațiilor, de exemplu, lumină.
Convertoarele secundare reprezintă un anumit circuit de măsurare, care primește un semnal de la convertorul principal și îl convertește într-un tip care este convenabil pentru consumator. Astfel de convertoare sunt, de exemplu, convertoare care convertesc amplitudinea tensiunii într-un cod, frecvența într-o tensiune, frecvența într-un cod și așa mai departe.
Astfel, structura generală a dispozitivelor de măsurare poate fi reprezentată sub forma unei conexiuni seriale: un convertor primar, un convertizor secundar și un dispozitiv de indicare (înregistrare). Ca indicatori ai instrumentelor moderne de măsurare, sunt utilizați indicatori digitali și ca dispozitive de înregistrare - dispozitive cu memorie electronică digitală.
14. Studiul proceselor naturale de către om.
Cel mai simplu sistem de vizualizare a semnalelor măsurate
și informații. Osciloscoape electronice, scopul lor
Pentru a studia procesele naturale, trebuie să fii capabil nu numai să-ți măsori parametrii fizici, ci și să observi progresul schimbărilor lor. Pentru a face acest lucru, este de dorit să vizualizați aceste procese, adică să le faceți accesibile pentru observarea vizuală.
Una dintre cele mai simple și în același timp cele mai comune dispozitive pentru vizualizarea semnalelor măsurate care variază în timp este un osciloscop electronic.
Elementul principal este un tub cu fascicul de electroni osciloscop, care este un grad de vid, evazat la un capăt pe planul interior al feței de capăt care servește fosfor acoperit ecran luminos când lovit de electroni. Direct în fața ecranului, pe pereții săi există un strat conductor care servește ca un anod, pe care se aplică o tensiune înaltă de la electrodul extern, de la 400 la 5000 volți, tensiunea pozitivă față de catod.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: