
- •1. Методы и средства измерения давления.
- •2. Тахогенераторный преобразователь скорости. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики.
- •3. Измерительные схемы включения фотоэлектрических измерительных преобразователей.
- •4. Методы и средства измерения температуры.
- •Средства измерений температуры
- •5. Фотоимпульсные измерительные преобразователи перемещения.
- •6. Ферромагнитные преобразователи температуры. Принцип действия схемы включения.
- •7. Ультразвуковые расходомеры. Классификация, принцип действия, достоинства и недостатки.
- •8. Терморезистивные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, схемы включения.
- •9. Средства ультрузвукового контроля границы раздела «парода-уголь»
- •10. Индуктивные датчики приближения.
- •11 Расходометры переменного перепада давления.
- •14. Термоэлектрические измерительные преобразователи.
- •16. Методы и средства измерения границы раздела «порода-уголь»
- •17.Методы и средства измерения усилий
- •18. Тахогенераторный преобразователь скорости движения
- •19. Цифровые фотоимпульсные преобразователи перемещения.
- •20.Тензорезистивные измерительные преобразователи усилий. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, схемы включения.
- •Проволочные
- •2) Полупроводниковые
- •21.Методы и средства измерения параметров взрывозащиты
- •22.Емкостные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия.
- •23.Классификация и конструктивные варианты емкостных измерительных преобразователей.
- •Преобразователь с прямоугольными электродами:
- •П реимущества и недостатки:
- •Преобразователь с переменной диэлектрической проницаемостью:
- •24.Дифференциальные емкостные измерительные преобразователи
- •25 Схемы включения е.П.
- •26. Внутренний и внешний фотоэффект
- •27 Магнитоиндукционный датчик скорости движения. Конструкция, принцип действия.
- •28. Допплеровские ультразвуковые расходомеры
- •31. Характеристики средств измерения в статике и динамике
- •32 Порядок оценки чувствтительности средства измерения
- •33. Порядок расчета операционного измерительного усилителя
- •34. Измерительные приборы квм
- •35. Измерительные приборы квд.
- •Измерительная схема прибора квд1
- •38. Дифференциальный индуктивный измерительный преобразователь. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки
- •39. Трансформаторные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки.
- •40. Дифференциальные трансформаторные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки.
- •42. Фотоэлектрические измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки
- •44. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики термоэлектрических измерительных преобразователей.
- •45. Пьезоэлектрические преобразователи усилий и давлений.
- •47. Измерительные схемы терморезистивных измерительных преобразователей
- •48.Методы и средства измерения моментов.
- •49.Методы и средства измерения угловой скорости и перемещения.
- •Преимущество е.П.: 1.Простая конструкция. 2.Возможность измерения сверхмалых перемещений с высокой чувствительностью.
- •50.Измерительные схемы дифференциальных емкостных измерительных преобразователей.
- •53.Порядок градуировки пирометрических милливольтметров.
- •54. Методы и средства измерения уровня.
- •55.Поплавковые уровнемеры.
- •56.Емкостные уровнемеры.
38. Дифференциальный индуктивный измерительный преобразователь. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки
Принцип действия основан на 1) изменении индуктивности катушки, 2) изменении сопротивления обмотки при относительном перемещении подвижного магнитопровода (якоря) по отношению к неподвижному магнитопроводу с катушкой.
И
ндуктивный
преобразователь – катушка индуктивности,
полное сопротивление которой изменяется
при взаимном относительном перемещении
элементов магнитопровода.
;
Функция преобразования: z=f(δ). Z=j·ω·L==j·ω·w2·S·μ0/2δ
Коэффициент магнитной проницаемости μ0=4π·10-7 Гн/м; H – напряженность магнитного поля; l – длина магнитной линии; δ – магнитный зазор; S - площадь перекрытия якорем полюсов неподвижного магнитопровода; lст – длина средней силовой линии по стальным участкам; μст – магнитная проницаемость железа магнитопровода.
(чувствительность зависит от δ – недостаток)
Д
ифференциальный
индуктивный преобразователь состоит
из 2х одинаковых одинарных преобразователей,
которые имеют общий подвижный элемент.
При перемещении якоря одна L1↑ а другая L2↓.
Якорь в среднем положении: δ1=δ2, x=0; z1=z2=z0
при перемещении якоря: x=var; z1=z0+Δz1; z2=z0+Δz2
изменение z: Δz1=Δz2= Δz при Δδ→0
режим х.х.: R→∞;
;
Sсх.хх.=U/2
Преимущества:
- возможность измерить сверхмалые перемещения с высокой чувствительностью и точностью;
- простота технической реализации.
- линейность ф-ции преобразования на значительном участке диапазона
Недостатки:
- влияние температуры среды на активное сопротивление обмотки, что выражается аддитивной погрешностью;
- значительная сила притяжения подвижного магнитопровода к неподвижному, что вызывает дополнительную погрешность.
Все эти недостатки устраняются в диф. ИП при мостовой схеме включения.
Преимущества диф. ИП:
- линейность выходной характеристики на значительном участке диапазона измерений;
- незначительная сила притяжения якоря;
- практически полная компенсация аддитивной погрешности;
- чувствительность в 2 раза выше чувствительности одинарного преобразователя;
- высокая стабильность нулевой точки.
Недостатки:
- влияние колебаний частоты питающей сети;
- изменение напряжения питания приводит к изменению магнитного сопротивления и чувствительности индукционного преобразователя;
- влияние температуры окружающей среды на изменение магнитной проницаемости материала магнитопровода (мультипликативная погрешность).
Источники погрешности ИП:
1) температурная (аддитивная) (Rст=var, μст=var). Изменение μст вызывает дополнительную мультипликативную погрешность. Устраняется полностью (аддитивная) и частично (мультипликативная) мостовой схемой;
2) изменение напряжения питания
Uпит=var (μст=var → Rм=var → S=var)
(аддит.) (мульт.)
3) w=var → Rм=var→ S=var
4) нестабильность нулевого положения якоря:
U
вых=0
среднее положение; Uвых≠0 –
аддитивная.
Схема ДИП
39. Трансформаторные измерительные преобразователи. Конструкция, принцип действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки.
Взаимоиндукция между обмотками:
Ф2 - магнитный поток во второй обмотке;
ω – круговая частота;
(1)
μ0 – магнитная проницаемость материала магнитопровода; Sx – площадь перекрытия неподвижного магнитопровода подвижным магнитопроводом (якорем) при его относительном перемещении.
Анализ выражения (1) показывает что колебание частоты питающего, а также температуры ОС вызывает дополнительные погрешности при измерении перемещений. Конструктивно диапазон измерения перемещения ограничивается размерами полюсов и током намагничивания, зависящих от зазора δ.
Принцип действия трансформаторных преобразователей основан на изменении индуктивности двух обмоток при изменении конечных размеров магнитной системы (зазор между якорем и полюсами).
Возможна реализация двух вариантов трансформаторного преобразователя:
на изменении величины магнитного зазора между якорем и полюсами δ (гиперболическая зависимость);
при постоянном магнитном зазоре относительное перемещение якоря по отношению к магнитопроводу неподвижному (Sx=var) (линейная зависимость).
Недостатки одинарных трансформаторных преобразователей:
влияние колебаний частоты питающего напряжения;
влияние температуры окружающей среды;
сложно обеспечить симметрию при относительном перемещении, что вызывает дополнительную погрешность.
О
днако
все эти недостатки могут быть устранены
конструкцией диф. трансформаторного
преобразователя (ДТП) плоской или
цилиндрической конструкции.
ДТП представляет собой 2 одинарных трансформаторных преобразователя и 1 общий подвижный магнитопровод. При перемещении якоря происходит компенсирующее изм. магнит. зазора в 2-х симметричных магн. системах, что вызывает изменение Евых (ДТП с плоско-паралельным перемещением якоря). Вторая конструкция ДТП предусматривает продольное перемещение якоря, мех. связанного с объектом, перемещение которого следует измерить. В первичном ДТП имеется 3 обмотки: одна первичная (запитана переменным током) и две вторичных, включены встречно.
Плоский ДТП
U1=пост. ток δ↓ L1↑ jωL1↑ I1↓ E2↓; E2 = f(I1)
В исходном положении δ1=δ2=δ0
δ0 - магнитный зазор при среднем положении якоря.
В случае, когда начальный зазор δ0 намного превосходит изменение Δδ, ДПТ имеет практически линейную функцию преобразования.
В ДТП происходит изменение магнитных зазоров δ1 и δ2 на одну и ту же величину ∆δ, которая определяет величину выходной ЭДС Е2:
δ1= δ0- Δδ
δ2= δ0+ Δδ
где δ0 – магнитный зазор между якорем и магнитопроводом при отсутствии перемещения
- функция
преобразования ДТП. (2)
Анализ (2) показывает пропорциональную зависимость Е2 от Δδ при постоянстве величин, входящих в выражение
Цилиндрический преобразователь:
Е2=2·kт·lх,
kт – коэффициент трансформации между обмотками w1 и w2, lх – линейное перемещение (осевое).
Конструкция ДТП позволяет определить кроме величины и направление перемещения.
Основная погрешность ДТП: γ0=±0,1-0,2%; чувствительность для плоского ДТП:
S зависит от δ0, чем меньше δ0, тем больше S.
Преимущества ДТП:
высокая чувствительность за счет большого числа витков во второй обмотке;
в отличие от одинарного ТП, возможность определять напряжение перемещения по фазовому углу;
высокое выходное сопротивление вторичной обмотки позволяет легко согласовать ДТП с последующими радиоэлектронными приборами;
использование диф. конструкции ТП и ее включение в мостовую измерительную схему позволяет практически полностью скомпенсировать составляющие погрешности и свести ее к минимуму.
Область применения ДТП:
Измерение уровня
Измерение усилий
Измерение давлений
Измерение перемещений механизмов
Измерение угловых перемещений
Источники погрешностей ТП:
Температурная. Колебания температуры ОС вызывают изменения сопротивления обмоток
Влияние колебаний частоты питающего напряжения
Влияние колебаний величины напряжения
Непостоянство зазора δ0 между подвижным якорем и магнитопроводами при отсутствии перемещений.
Использование дифференциальной конструкции ТП и ее включение в мостовую схему позволяет практически полностью скомпенсировать составляющие погрешности и свести ее к минимальному значению.