5. Основные структурные схемы измерительных преобразователей.

1 ). Структурная схема измерительного преобразователя, работающего по методу непосредственной оценки.

Выходная величина преобразователя при прохождении измерительной цепи модулируется по амплитуде, затем поступает на усилитель и после прохождения демодуляции поступает на индикатор.

Модуляция – изменение амплитуды, частоты или фазы колебаний параметра одного процесса под воздействие другого процесса.

В данной схеме модуляция применяется для того, чтобы эффективнее усилить слабый входной сигнал. Погрешность 5-10 %.

2).Для устранения погрешности применяются компенсационные измерительные преобразователи с компенсацией электрической величины на входе преобразователя.

x U_{x Δ}U

изм.

преоб. U_K y

Измеряемый сигнал за счёт обратной связи компенсируется напряжением Uк, в связи с чем на усилитель подаётся U и характеристики усилителей и амплитудного демодулятора на точность не влияет. Инженеры предполагают точность 85-90%.

3) Измерительный преобразователь с частотной модуляцией.

Измерительный сигнал модулируется частотой f и затем после усиления проходит частотную и амплитудную демодуляцию. Модуляторы и демодуляторы практически не вносят погрешности.

4) Измерительный преобразователь с фазовой модуляцией.

Измеряемый сигнал подаётся на два преобразователя Пр1 и Пр2 с собственными системами фазового модулирования. После демодуляции получаем ΔХ = Х1 – Х2. Погрешность 5-10%.

6. Основные характеристики измерительных преобразователей: статические, динамические.

И П можно рассмотреть как преобразователи измеряемые величины х(t) в выходной сигнал y(t):

В динамическом режиме измерения величины х(t) и у(t) непрерывно изменяются, поэтому связь между ними определяется дифференциальным уравнением исходя из анализа физического принципа и схемы прибора: ,где - производные выходных величин, - производные входных величин

В установившемся режиме измерения все производные по х и у обращаются в нуль и дифференциальное уравнение переходит в алгебраическое уравнение – статическая характеристика ИП: или - основные уравнения ИП.

Чувствительность ИП – это предел отношения приращения выходной величины к приращению входной величины.

 - угол наклона касательной к статической характеристике

m_Y , m_X - масштабы графика по осям х и у.

Средняя чувствительность ИП - это отношение абсолютной величины диапазонов измерения на выходе и на входе

S = y_Д / X_Д = (m_X / m_Y ) tg δ

 - угол наклона хорды, стягивающая две точки статической характеристики, соответствующая нижнему и верхнему пределам измерения.

У ИП с линейной характеристикой чувствительность в любой точке совпадает со средней чувствительностью (рис б.):

S = S = y_Д / X_Д

Некоторые ИП вследствие влияния сил трения, люфтов обладает зоной нечувствительности (нулевая чувствительность, т.е. имеется порог чувствительности, который равен максимальному приращению измерения величины х при котором выходной сигнал у начинает изменяться).