Изложить преимущества измерения неэлектрических величин электрическими методами, нарисовать блок-схему измерения, охарактеризовать основные элементы.
Электрический метод измерения неэлектрических величин широко применяется в современном производстве для контроля технологических процессов и автоматического управления.
Основными преимуществами электрических методов измерения неэлектрических величин являются:
исключительно высокая чувствительность,
малая инерционность электрической аппаратуры,
возможность измерения на расстоянии, в местах, недоступных для других методов измерения,
удобство регистрации.
Охарактеризовать потенциометрические преобразователи: устройство, принцип действия, достоинства, недостатки и применение.
Потенциометрический преобразователь - датчик, входным сигналом которого является перемещение контакта, а выходным - напряжение, которое можно снять с этого контакта.
Потенциометрический преобразователь представляет из себя катушку индуктивности (как правило, выполненную в виде неподвижного элемента конструкции), на которую подается питающее напряжение и щетки, с которых и снимается выходной сигнал.
Существуют два основных типа потенциометрических преобразователей:
Преобразователи угловых перемещений.
Преобразователи линейных перемещений.
Преимущества (достоинства): высокая точность и стабильность функции преобразования, малое значение переходного сопротивления, низкий уровень собственных шумов, небольшой коэффициент сопротивления.
Недостатки: небольшое значение разделительной способности, ограниченные возможности при использовании переменного тока, наличие скользящего контакта, что приводит к ограниченному количеству рабочих циклов датчика.
В состав любого потенциометрического преобразователя входят три основных элемента: каркас, обмотка, щётки.
Охарактеризовать тензорезисторные преобразователи: устройство, принцип действия, достоинства, недостатки и применение.
Тензорезистор - резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации.
Тензорезисторы используются в тензометрии. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов. Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр.
Тензорезисторйый преобразователь (тензорезистор) - проводник, изменяющий свое сопротивление при деформации сжатия – растяжения.
При деформации проводника изменяются его длина l и площадь поперечного сечения Q. Деформация кристаллической решетки приводит к изменению удельного сопротивления P. Эти изменения приводят к изменению сопротивления проводника.
Этим свойством обладают в большей или меньшей степени все проводники.
Охарактеризовать терморезисторные преобразователи: устройство, принцип действия, достоинства, недостатки и применение.
Принцип действия терморезистивных преобразователей основан на использовании свойства проводников или полупроводников менять свое сопротивление при изменении температуры. Металлические терморезистивные преобразователи принято называть термометрами сопротивления (терморезисторами), а полупроводниковые - термисторами.
Терморезисторы чаще всего изготавливают из платины и меди, гораздо реже из никеля, вольфрама и других чистых металлов. Конструктивно они чаще всего представляют собой проволочные спирали, уложенные в канавки специального керамического каркаса, уплотненного порошкообразной окисью алюминия, которая одновременно является хорошим изолятором, обладает большой теплостойкостью и хорошей теплопроводностью. Каркас для прочности помещается в металлическую гильзу и герметизируется.
Стандартные платиновые терморезисторы работают в диапазоне температур от -260С до 1100С. Температурная зависимость сопротивления платины в диапазоне 0С - 650С описывается уравнением:
Rt=Ro(1+At+Bt2).