1. Схемы включения первичных преобразователей: термопара (прямое измерение), терморезистор (мостовая цепь). Понятие о дифференциальном преобразователе на примере индуктивного ип.

Схемы включения первичных преобразователей

 ИП включаются в электрическую цепь для измерения электрического параметра.

Для повышения чувствительности параметрические преобразователи включают в мостовую цепь. Простейший пример приведен на рис. 14.7 – схема включения терморезистора в мостовую цепь.

 

 

Рис.14.7. Схема включения терморезистора.

Мостовой измеритель температуры градуируется - получают зависимость тока I_НИ(T). При начальной температуре T₀ производится уравновешивание моста (I_НИ(T)=0) изменением сопротивления, например, резистора  R₁. Далее устанавливают определенные значения температуры T ИП и регистрируют ток I_НИ.

Для измерения температуры используют полученную градуировочную кривую  T (I_НИ).

 В следующем примере индуктивный датчик перемещения включен в мостовую цепь переменного тока. Мост питается от источника синусоидального напряжения. Особенность этой схемы заключается в том, что этот ИП является дифференциальным. В ИП встроены два индуктивных первичных преобразователя, в котором сигналы имеют противоположные по направлению изменения параметра – индуктивности катушек. Если, например, при перемещении ферромагнитного сердечника 2 индуктивность левой катушки 1  уменьшается, то индуктивность правой катушки 3 – увеличивается.

Если катушки одинаковые, то при среднем между катушками положении сердечника 2, когда индуктивности катушек L_K1 и L_K2 равны, мост уравновешивают изменением R₃ и R₄ таким образом, чтобы

   или (R_K+jωL_K1)R₄=(R_K+jωL_K2)R₃ .

         Далее изменяя положение сердечника изменяют и фиксируют амплитуду U_ВЫХ,m и фазу Ψ_ВЫХ выходного напряжения u_ВЫХ. Строят зависимость U_ВЫХ,m (Ψ_ВЫХ )– круговую диаграмму в декартовых или полярных координатах.  

Рис.14.8. Схема включения дифференциального мостового индуктивного датчика перемещения.

При измерениях перемещения используют полученную круговую диаграмму.

Достоинство рассмотренной схемы заключается в высокой чувствительности и в исключении влияния вариации температуры окружающей среды, т.к. свойства катушек изменяются от температуры в одну сторону.

16. Компенсационные метод измерения напряжения. Четырехзажимный ип.

ЭДС генераторных преобразователей постоянного тока измеряются компенсационным методом.  На рис.14.9 приведен пример схемы для измерения ЭДС ИП ET .

Рис.14.9.demo14_1. Компенсационный метод измерения ЭДС генераторного ИП (ЭДС ET и внутреннее сопротивление RT).

В этой схеме изменением сопротивлений потенциометра R и добавочного резистора Rd добиваются минимального тока микроамперметра. В этом состоянии минимальное падение напряжения на внутреннем сопротивлении RT. Поэтому напряжение вольтметра практически равно ET. В современных устройствах компенсация достигается автоматическим изменением компенсирующего напряжения, которое управляется током в ветви, соединяющий ИП и компенсатор.

Четырехзажимный ип.

Если сопротивление ИП очень мало, то сопротивление соединительных проводов окажет заметное влияние на результат измерения сопротивления. На рис.14.10 показаны результаты измерения сопротивления ИП RX (10 Ом) при двухзажимном и четырехзажимном исполнении ИП. Дополнительные резисторы R1…R4 (сопротивление  0.1Ом)– отражают сопротивления соединительных проводов и контактов. В конкретном случае эти значения неопределенные и не могут быть точно учтены.

Видно, что в двухзажимной схеме это приводит к ошибке порядка 2% из-за падения напряжения на R1 и R2. В четырехзажимной схеме получается исключение этих неопределенных значений. Резисторы R3 и R4, которые включены последовательно с амперметром, не влияют на результат измерения потому, что падения напряжениия на них не учитываются вольтметром V2. Резисторы R1 и R2, которые включены последовательно с вольтметром V2, не влияют на результат измерения потому, что сопротивления этих резисторов значительно меньше сопротивления вольтметра и напряжения на V2 и на RX равны.  Рис.14.10. demo14_2.