
- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Датчики и элементы автоматики
- •Часть I
- •Часть II
- •Часть I методы получения и преобразования измерительной информации
- •1.1 Общие сведения
- •1.2. Метод сопротивления
- •1.Общие сведения.
- •2.Проволочные потенциометры.
- •3. Анализы работы потенциометрических преобразователей.
- •3.1 Работа в режиме холостого хода.
- •3.2 Работа в наружном режиме.
- •3.3. Погрешности потенциометрических преобразователей.
- •4. Расчет потенциометрических датчиков.
- •1.3. Емкостный метод(вариант 1)
- •1. Общие сведения
- •1.4. Индуктивный метод(вариант1)
- •1. Общие сведения об индуктивных и индукционных преобразователях.
- •2. Индуктивные преобразователи.
- •1.5. Магнитострикционный метод
- •1.6. Фотоэлектрический метод
- •Общие сведения
- •1.7. Ионизационный метод
- •1.8. Электрохимический метод
- •1.9. Электромагнитный метод
- •1.10. Термоэлектрический метод
- •1.11. Пьезоэлектрический метод
- •1.12.Холловские преобразователи.
- •1. Общие сведения.
- •1.13. Упругие чувствительные элементы
- •1.14. Биметаллические элементы
- •Часть II
- •2.1. Приборы и датчики давления
- •§6.1. Назначение
- •§ 6.2. Методы измерения давления
- •1. Весовой метод [9]
- •2. Пружинный метод [1], [9]
- •3. Силовой метод [9]
- •4. Частотный метод [2], [5]
- •5. Пьезорезисторный метод [9]
- •6. Термокондуктивный метод [6], [10]
- •7. Ионизационный метод [3], [6], [10], [15]
- •8. Электрокинетический метод [14]
- •§ 6.3. Пружинные манометры и датчики давления
- •1. Пружинные манометры
- •2. Пружинные датчики давления
- •4. Погрешности пружинных манометров и датчиков давления
- •§ 6.4. Электрические дистанционные манометры
- •1. Указатели электрических дистанционных манометров
- •2. Погрешности электрических дистанционных манометров
- •2.2. Приборы и датчики температуры
- •§ 7.1. Назначение
- •§ 7.2. Методы измерения температуры
- •1. Объемный метод [14], [15]
- •2. Манометрический метод [3], [12]
- •3. Терморезисторный метод (метод термосопротивлений) [4], [9]
- •4. Термоэлектрический метод [4], [7]
- •5. Оптический метод [6]
- •§ 7.3. Общие методические погрешности датчиков температуры
- •§ 7.4. Термометры сопротивления
- •1. Характеристики проволочных и полупроводниковых терморезисторов
- •2. Конструкция термометров сопротивления
- •3. Основные погрешности термометров сопротивления
- •§ 7.5. Термоэлектрические термометры
- •1. Характеристики термопар
- •2. Конструкция термоэлектрических термометров
- •3. Основные погрешности термоэлектрических термометров
- •2.3. Приборы и датчики угловой скорости вращения вала
- •§ 8.1. Назначение
- •§8.2. Методы измерения угловой скорости вращения вала
- •1. Центробежный метод [1]
- •2. Часовой метод [3]
- •3. Фрикционный метод [3]
- •4. Магнитоиндукционный метод [1]
- •5. Индукционный метод [4], [5]
- •6. Импульсный метод [2], [7]
- •7. Стробоскопический метод [6]
- •8. Метод дифференцирования
- •§ 8.3. Магнитоиндукционные тахометры 1. Схемы и характеристики магнитоиндукционных тахометров
- •2. Конструкция магнитоиндукционных тахометров
- •3. Основные погрешности магнитоиндукционных тахометров
- •§ 8.4. Тахогенераторы и электрические дистанционные тахометры
- •1. Тахогенераторы постоянного тока
- •2. Тахогенераторы переменного тока
- •2.4. Приборы и датчики количества топлива
- •§ 9.1. Назначение
- •§ 9.2. Методы измерения количества топлива
- •1. Весовой метод
- •2. Гидростатический метод [16]
- •3. Поплавковый метод [11], [16]
- •4. Акустический метод [2], [18]
- •5. Емкостный метод [7], [19]
- •6. Индуктивный метод [16]
- •7. Резисторный метод [16]
- •8. Радиоволновой метод [3], [4], [5]
- •9. Радиоизотопный метод [6], [12]
- •2.5. Методы измерения расхода топлива
- •1. Объемный метод [16]
- •2. Гидродинамический метод [10], [11]
- •3. Метод постоянного перепада давлений [10], [11]
- •4. Центробежный метод [16]
- •5. Турбинный метод [8], [20]
- •6. Тепловой метод [8]
- •7. Ультразвуковой метод [16]
- •8. Электромагнитный (индукционный) метод [15]
- •§ 9.4. Поплавковые топливомеры
- •§ 9.6. Турбинные расходомеры
- •Расчет основных характеристик турбинного расходомера
- •2.6. Приборы и датчики высоты полета
- •§ 11.1. Определения
- •§ 11.2. Методы измерения высоты полета
- •1. Барометрический метод [4], [6]
- •2. Радиоволновой метод [2]
- •3. Акустический метод
- •4. Оптический метод [9]
- •5. Инерциальный метод [13]
- •§ 11.4. Барометрические высотомеры и датчики
- •1. Принципиальная схема барометрического высотомера
- •2. Конструкции барометрических высотомеров и датчиков
- •3. Конструкция электромеханических датчиков высоты
- •2.7. Приборы и датчики скорости полета
- •§ 12.1. Определения
- •§ 12.2. Методы измерения скорости полета
- •1. Манометрический метод [1]
- •2. Термодинамический метод
- •3. Тепловой метод [11]
- •4. Турбинный метод
- •5. Ультразвуковой метод
- •Литература.
3. Поплавковый метод [11], [16]
Метод заключается в измерении линейного перемещения плавающего на поверхности топлива поплавка относительно вертикальной направляющей (см. рис. 9.1, г) или углового перемещения, связанного с поплавком рычага (см. рис. 9.1,(3).
Линейное или угловое перемещение передается на указатель с помощью электрической дистанционной передачи.
Поплавковые топливомеры более подробно рассматриваются в § 9.4.
4. Акустический метод [2], [18]
Акустический метод основан на свойстве ультразвуковых колебаний отражаться от границы раздела двух сред. Измерение уровня топлива в баке может осуществляться путем локации сверху или снизу.
В первом случае источник и приемник звука располагаются в верхней точке бака, и измеряется время прохождения звука по воздуху до поверхности топлива и обратно:
,
где а — скорость звука в воздухе.
Во втором случае источник и приемник звука располагаются в нижней точке бака, и измеряется время прохождения звука по топливу до его поверхности и обратно:
,
где
— скорость распространения звука в
топливе.
Второй способ предпочтительнее, так как ультразвуковые колебания затухают в воздухе значительно быстрее, чем в жидкости.
Ультразвуковые колебания могут распространяться в любых упругих средах, что позволяет вести измерение через металлическую стенку без электрических вводов в топливный бак.
Для уменьшения средней мощности, потребляемой топливомером, передачу ультразвуковых сигналов целесообразно вести в импульсном режиме.
5. Емкостный метод [7], [19]
Метод основан на зависимости емкости конденсатора, расположенного в топливном баке, от уровня топлива (рис. 9.2, а).
Емкость изменяется в связи с тем, что диэлектрическая проницаемость топлива отличается от диэлектрической проницаемости воздуха.
Если жидкость электропроводна, то электроды конденсатора должны быть изолированы (см. рис. 9.2, б).
Емкостные топливомеры более подробно рассматриваются §9.5.
6. Индуктивный метод [16]
Метод основан на зависимости индуктивности катушки, расположенной в баке, от уровня топлива (см. рис. 9.2, в). Индуктивность изменяется вследствие изменения электрических потерь в жидкости; эти потери ощутимы в электропроводящих жидкостях, для которых и применим данный метод. Катушка может не иметь контакта с жидкой средой, если в баке предусмотреть трубу — карман.
7. Резисторный метод [16]
Метод основан на зависимости активного сопротивления резистора, расположенного в топливном баке, от уровня топлива. Сопротивление изменяется вследствие шунтирования его топливом. Метод пригоден для измерения уровня электропроводящих жидкостей.
8. Радиоволновой метод [3], [4], [5]
Радиоволновой метод (радиоинтерференционный) основан на зависимости от уровня жидкости положения узлов стоячей электромагнитной волны, возникающей в коаксиальной линии при сложении падающей и отраженной от измеряемого уровня волн. Построенный по этому методу прибор содержит высокочастотный генератор и следящую систему, обеспечивающую слежение за положением одного из узлов стоячей волны (см. рис. 9.2, г).
Другой вариант радиоволнового метода (резонансный) основан на зависимости от уровня жидкости собственной частоты полого резонатора, которым служит бак с топливом. Измерительная схема содержит автогенератор, частота которого задается полым резонатором, и измеряющий частоту супергетеродинный приемник, автоматически настраивающийся на частоту автогенератора.