
- •I тарау дүниені танып білудегі өлшеудің ролі
- •Өлшеу техникасы мен ғылымның және өндірістің өзара байланысы
- •1.2. Метрологиялық қамтамасыздандыру
- •1.2.1. Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми, техникалық және заңдық негіздері
- •1.3. Физикалық шамалардың түрлері
- •1.3.1. Өлшеу шкалалары
- •1.3.2. Өлшеу ақпараты
- •1.3.3. Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі
- •1.4. Өлшеу қателіктері
- •1.4.1. Қателіктердің жіктелуі
- •1.4.2. Қателіктерді бағалау принциптері
- •1.4.3. Жүйелі қателіктерді алу және жою тәсілдері
- •1.5. Өлшеу және оның негізгі операциялары
- •1.5.1 Өлшеу мен оның негізгі операциялары
- •1.5.2. Өлшеу міндеттері
- •1.5.3. Өлшеу принциптері мен әдістері
- •1.6. Өлшеу аспаптары мен қондырғылары
- •1.6.1 Сурет. Өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы
- •1.6.1. Өлшеу жабдықтарының метрологиялық және метрологиялық емес сипаттамалары
- •1.6.2 Өлшеу жүйелері
- •1.6.2 Сурет. Өлшеп-есептеу түрлендіргішінің құрылымдық схемасы
- •1.7. Электрлік өлшеу
- •1.7.1. Электрлік шамаларды өлшегіш түрлендіргіштер
- •1.7.2. Өлшегіш аспаптардың өлшеу шектерін кеңейту
- •1.7.2.1 Сурет. Шунттар
- •1.7.2 Сурет. Тізбектің схемасы
- •1.7.3. Айнымалы ток бойынша өлшеу шекті кеңейту
- •1.7.3.1 Сурет. Төт-дың қосу схемасы
- •1.7.4. Айнымалы ток кернеуінің өлшеу шегін кеңейту
- •1.7.4 Сурет. Кернеу өлшеу трансформаторының қослу схемасы
- •Электромеханикалық аспатар
- •1.8.1 Сурет. Электромеханикалық өлшеу аспабының структуралық схемасы
- •1.8.2 Сурет. Магниттіэлектрлі жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.3 Сурет. Электромагнитті жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.4 Сурет. Электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы
- •1.8.5 Сурет. Ваттметрдің бір фазалы айнымалы ток көзіне жалғану схемасы
- •1.8.6 Сурет. Электростатикалық аспатың құрылысы
- •Индукциялы жүйе аспатары
- •1.8.7 Сурет. Индукциялы жүйе аспабының құрылысы мен векторлық диаграммасы
- •Кедергіні өлшеу
- •Көпірлер мен компенсаторлар көмегімен электрлік шамаларды өлшеу Кедергіні тікелей өлшеу әдістері
- •1.9.1 Сурет. Омметрдің көмегімен кедергіні өлшеу схемалары
- •1.9.2 Сурет. Мегомметрмен өлшеу схемасы
- •Осциллографтар
- •1.10.1. Электрлік шамаларды электронды сәулелі осциллографтар көмегімен өлшеу
- •1.10.1 Сурет. Электронды-сәулелі түтікше құрылысы
- •1.10.2 Сурет. Осциллограф экранында сигнал кескінінің пайда болуы
- •1.10.3 Сурет. Сигналдар жиіліктерінің қатынасы мен фазалық ығысуы әртүрлі болғандағы Лиссажу фигураларының кескіні
- •1.10.4 Сурет. Фазалық ығысу бұрышын элипс әдісімен өлшеу
- •II тарау электрлік шамаларды өлшеу
- •2.1. Ток пен кернеуді өлшеу әдістері
- •2.2. Тұрақты токты өлшеу
- •2.1 Сурет. Шунтты микроамперметрдің схемасы
- •2.2 Сурет. Амперметрді токтың өлшеу трансформаторына қосу схемасы
- •2.3 Сурет. Вольтметрді кернеудің өлшеу трасформаторы арқылы қосу схемасы
- •2.3. Электр қуатын өлшеу
- •2.3.1 Сурет. Ваттметрді қосу схемасы (а) мен векторлық диаграммасы (б)
- •III тарау электрлік емес шамаларды өлшеу
- •3.1. Жалпы мағлұматтар
- •Температураны өлшеу аспаптарының жіктелуі
- •3.1 Сурет. Термоэлектрлі түрлендіргіштің схемасы
- •3.2 Сурет. Өлшеу аспаптарын термоэлектрлі түрлендіргіш тізбегіне қосу схемасы
- •Электрлі емес шамаларды өлшеу
- •Сурет. Тәсілмен өлшеу жүйесі
- •3.4. Сурет. Резисторлы датчик
- •Сурет. Орын ауыстыру және деформацияның электромагниттік датчиктер
- •3.5 Сурет. Электромагнитті датчиктер
- •3.4. Электрлік емес шамалардың электрлікке түрлендірілуі және олардың жіктелуі
- •Сурет. Техникалық орындалу принциптерін кескіндейтін схемалар
- •Сурет. Пьезоэлектриктің қысқыштары арасындағы кернеуді өлшеу
- •Қиыстырылған (комбинированные) түрлендіргіштер
- •3.7 Сурет. Екі өлшенетін түрлендіргіштің жиынтығынан қиыстырылған түрлендіргіш
- •Индуктивті өлшенетін түрлендіргіштер
- •3.8 Сурет. Тұрақты магниті бар магниттік жүйе болып табылатын түрлендіргішті
- •3.9 Сурет. А- сызықты діріл түрлендіргіші; б- бұрыштық діріл түрлендіргіші
- •3.10 Сурет. А- орамы қозғалмайтын және магниті қозғалмалы; б – орамы қозғалмалы магниті қоғалмайтын
- •Цифрлі және электронды өлшеу аспаптары
- •3.6. Сандық вольтметрлер
- •3.6.2 Сурет. Уақытты-импульсті түрлендіретін сандық вольтметрдің схемасы
- •Глоссарий
- •Пайдалы әдебиеттер
- •Метрология және өлшеу
Қиыстырылған (комбинированные) түрлендіргіштер
Кейбір электрлік емес шамаларды өлшегенде, оларды әрқашан электрлікке түрлендіру мүмкін емес. Мұндай жағдайларда бастапқы өлшенетін шаманы кейін шығатын электрлік шамаға түрлендіру үшін өтпелі электрлік емес шамаға түрлендіру орындалады. Сәйкес екі өлшенетін түрлендіргіштің жиынтығынан қиыстырылған түрлендіргіш шығады (3.7-сурет).
3.7 Сурет. Екі өлшенетін түрлендіргіштің жиынтығынан қиыстырылған түрлендіргіш
Мұндай түрлендіргіштер екінші түрлендіргіштер сезімтал болып келетін бірінші түрлендіргіштегі деформация мен шығатын элементтің орын аустыруын туғызатын механикалық шамаларды өлшеуге ыңғайлы.
Мысалы қысымды деформациясы механикалық ығысуға әсер ететін түрлендіргіштің электр шамасына түрленетін алғашқы түрлендіргіш болып табылатын мембрана көмегімен өлшеуге болады.
Индуктивті өлшенетін түрлендіргіштер
Генераторлы түрлендіргіштің жұмыс істеу принципі сәйкес өлшенетін шаманың энергияның электрлік формасына түрленуін қамтамасыз ететін белгілі бір физикалық құбылысқа негізделген.
Индукциялық өлшенетін түрлендіргіш деп жұмыс істеу принципі электромагниттік индукция заңына негізделген түрлендіргіш аталады. Түрлендіргіштің катушкасы болады. Түрлендіргішке кіретін шама әсер еткенде катушканың оған қатысты ішкі магнит өрісі бар тізбектік ағын өзгереді:
мұндағы w – катушка орамдарының саны; Ф – катушка арқылы өтетін магнит ағыны; В – магнит индукциясы; S – катушканың көлденең қимасының ауданы.
Сондай-ақ катушкада ЭҚК байқалады:
Келтірілген w,В, S шамаларының уақыт бойынша кез-келгені өзгергенде ЭҚК байқалады.
Мысал ретінде ауа саңылауында катушка айналатын тұрақты магниті бар магниттік жүйе болып табылатын түрлендіргішті қарастырайық (3.8-сурет).
3.8 Сурет. Тұрақты магниті бар магниттік жүйе болып табылатын түрлендіргішті
Катушка
Х осімен қозғалған кезде магнит өрісінде
орналасқан катушканың қимасының ауданы
өзгереді,
.
Бұл тізбектік ағынның өзгеруіне алып келеді және катушкада ЭҚК байқалады:
Индукциялық
түрлендіргіштер катушканың сызықтық
және бұрыштық
жылдамдықтарының ЭҚК-дегі магнит
өрісінің орын ауыстыруын түрлендіру
үшін қызмет етеді. Олар катушканың
сызықтық және бұрыштық орын ауыстыруының
механикалық энергиясын электрлікке
түрлендіреді.
Жылдамдық және діріл түрлендіргіштері
Индукциялық түрлендіргіштер ЭҚК-ні тек қана катушканың магнит өрісінде орын ауыстырғанында ғана генерациялайды. Сол себептен түрлендіргіштердің бұл түрі аз шамадағы сызықтық орын ауыстыру кезіндегі ЭҚК-ң сызықтық жылдамдығын түрлендіру үшін қолданылуы мүмкін. Олар әдетте амплитудасы бірнеше сантиметрден аспаған кездегі теңселу жылдамдығын өлшеу үшін қолданылады.
Дірілдеу жылдамдығының түрлендіргішінің бір концтрукциялық шешімі 3.9, а суретте көрсетілген. Түрлендіргіш болат жарманың 2 ішінде орналасқан магнит сақинадан 1 тұрады. Тұрақты магниттің магнит ағыны ауа саңылауы және цилиндр тәрізді өңделген полюс ұштары 3 арқылы орталық цилиндр жүрекшеге өтеді. Цилиндрлік ауа қабатында сол қабатта түрлендіргіш осімен орын ауыстыра алатын каркасқа оратылған өлшенетін катушка 4 бар.
Өлшенетін катушканы 4 шартты түрде 3-ке бөлуге болады (3.9, а - сурет.). I бөлік магнит өткізгіштен тыс орналасқан және магнит ағыны оған кірмейді, яғни катушканың бұл бөлігінің ЭҚК-і индукцияланбайды. II бөлік полюс ұштары және цилиндрлік жүрекше құрайтын ауа саңылауында орналасқан. Бұл катушканың орамдарынан өтетін магнит ағыны уақыт бойынша өзгермейді және де орамдар ағыны тұрақты болып қала береді. Катушканың бұл бөлігінде ЭҚК де байқалмайды. Катушканың III бөлігі ауа саңылауынан тыс, бірақ магниттік жүйенің ішінде орналасқан. Бұл катушканың орамдарынан өтетін магнит ағыны да тұрақты, бірақ катушканың теңселуі кезінде орамдар саны өзгереді. Орамдар санының өзгеруі тізбектік ағымның өзгеруіне және ЭҚК-ң байқалуына әкеледі. Әдетте катушка орамдары бірыңғай оратылады. Бұл жағдайда түрлендіргіштің ЭҚК-і теңселу жылдамдығына пропорционал.
Индукциялық түрлендіргіштер сондай-ақ, бұрыштық тең-селу жылдамдығын өлшеуде де қолданыла алады. Мұндай түрлен-діргіштің схемасы 3.8, 6-суреттерде көрсетілген. Ол тұрақты магниттен 1, полюс ұштарынан 2, цилиндрлік болат жүрекшеден 3 және катушкадан 4 тұрады. Түрлендіргіш құрылысы магнитті-электрлік өлшеу механизмінің құрылысына ұқсас. Катушканы жүрекше осімен айналдырғанда оның тұрақты магнит өрісінің тізбектік ағыны өзгереді және өлшеу обьектісінің бұрыштық орын ауыстыруына пропорционал ЭҚК индукциаланады.