2.Потенциометрлік датчиктер

Потенциометрлік датчиктер түрлі механикалық қозғалыстарды тікелей электрлік сигналдарға (мысалы кернеуге) түрлендіреді. 7.2 суретте бір полярлы бұрыштық және сызықтық қозғалыстарды өлшеуге негізделген датчиктердің схемасы келтірілген.

Потенциометрлік датчиктер айнымалы немесе тұрақты кернеуден қоректенеді. Датчик кедергісі қолданылатын сымдардың параметрлеріне тәуелді төмендегідей есептеледі

(7.2)

мұндағы - материалдың меншікті кедергісі, - өткізгіш ұзындығы,

- өткізгіштің көлденең қимасы.

7.2 сурет. Бір полярлы датчиктер. а - бұрыштық; б – сызықтық;

в - сипаттамасы

Датчиктің сипаттамасы жалпы жағдайда бейсызықты болып келеді. Датчик жүктемесінің кедергісі датчиктің кедергісінен әлдеқайда үлкен болған жағдайда, сипаттама сызықты деседе болады.

(7.3)

мұндағы ( сызықты қозғалыс)

Потенциометрлік датчиктердің негізгі кемшілігі – сырғымалы контактілерінің болуы, нәтижесінде датчик сенімділгі төмендейді және қызмет уақыты азаяды. Сонымен қатар, сипаттамаларының бір полярлы болуында. Бұл кемшілікті жою үшін биполярлы датчиктер қолданылады

3.Өлшеу аспаптарының қателігі.Негізгі және қосалқы қателіктер

Өлшеу қателіктері деп, өлшеу барысында жіберілетін қателіктерді айтамыз. Өлшеу қателіктері келесі түрлерге бөлінеді:

Абсолюттік қателік деп, өлшенген физикалық шаманың мәні мен оның шын мәнінің араларындағы айырымды айтамыз

(1.3)

мұнда өлшенген мән, өлшенетін шаманың шынайы мәні

Абсолюттік қателік оң немесе теріс мәндер алулары мүмкін.

Абсолюттік қателіктің кері таңбамен алынған мәнін түзету деп атайды

(1.4)

Өлшеу сапалығын бағалауда салыстырмалы қателік қолданылады.

Салыстырмалы қателік сан жағынан былайша анықталады

(1.5)

Систематикалық қателік

Қайталап өлшеу барысында қателіктің сандық мәні тұрақты болса немесе белгілі бір заңдылықпен өзгеріп отырса, онда ол қателікті систематикалық қателік дейміз. Систематикалық қателікті жою үшін өлшеу нәтижелеріне тиісті түзетулер енгізіледі немесе аспаптарға баптау жасалады. Кейде өлшеудің компенсациялау тәсілін қолданады.

Инструменталдық қателік

Бұл қателікті систематикалық қателікке жатқызуға болады. Қателік өлшеу аспаптарының конструкциялық кемшіліктерінен немесе өлшеу аспаптары параметрлерінің қалыпты жағдайдан ауытқуынан туындайды.

Методикалық қателік

Бұл қателікті де систематикалық қателікке жатқызуға болады. Қателік өлшеу тәсілдерін дұрыс қолданбау салдарынан туындайды (мысалға, шеңбер ауданын эллипс ауданының формуласын қолданып табу). Методикалық қателік аспап қателігіне тәуелсіз.

23-билет

1.Амперметрдің өлшеу шектерін кеңейту

Жұмыс істеу негізіне қарай амперметрлер магнитоэлектрлік және электромагниттік болып бөлінеді. Магнитоэлектрлік жүйедегі амперметрдің жұмыс істеуі тұрақты магниттің магнит өрісімен өлшенетін ток өтетін қозғалмалы контурдың әсерлесуіне, ал электромагниттік жүйедегі амперметрдің жұмыс істеуі орамдары арқылы өлшенетін ток өтетін катушканың магнит өрісімен қозғалмалы ферромагниттік өзектің әсерлесуіне негізделген. 3 Тұрақты ток тізбектерінде негізінен магнитоэлектрлік (сирек, электромагниттік) жүйедегі амперметрлер қолданылады. Амперметр ток күшінің белгілі шектік мәніне арналады. Оның өлшеу диапазонын үлкейту үшін амперметрге параллель қосымша кедергі (шунт) қосылады. Сонда өлшеу диапазонын n есе үлкейту үшін кедергісі Rш=Ra /(n-1) шунт керек бо- лады. Гальванометрге параллель шунт жалғап, бақылау шкаласын өзгертіп, оны амперметрге айналдыруға болады

2.Индуктивті датчиктер

Индуктивтілік датчиктері

Бұл датчик механикалық қозғалысты катушка индуктивтілігінің өзгеруіне түрлендіреді. Датчик айнымалы тоқпен жұмыс істейді де, негізінен 2 –топқа бөлінеді.

• Сызықты қозғалыстарды өлшеуге арналған датчиктер (айнымалы индуктивтілікті датчиктер)

• Бұрыштық қозғалыстарды өлшеуге арналған датчиктер (трансформаторлық датчиктер)

Бұл датчиктің жұмыс істеу принципі – якорь қозғалысы мен катушка индуктивтілігінің араларындағы тәуелділікке негізделген.

(7.4)

мұндағы - катушкадағы орамдар саны, - якорь мен магнитті өткізгіштің көлденең қимасының ауданы, - пропорционалдық коэффициенті, - якорь мен магнитті өткізгіштің араларындағы саңлау (зазор).

Датчик катушкасындағы тоқ күші 6.2 формуланы ескерсек, мынаған тең

(7.5)

- тоқ күші, - датчик жүктемесі, - қорек кернеуі, - тоқ жиілігі.

Индуктивті датчиктің схемасы және оның сипаттамасы 7.4 суретте келтірілген. Датчик магнитті өткізгіштен 1, айнымалы кернеуден қоректенетін жұмыс орамынан 2, және басқарылатын обьектімен жалғасқан якорьден 3 тұрады. Якорь 3 қозғалған жағдайда, ауа саңлауының мәні де өзгереді. Нәтижесінде (7.5) формуласына сәйкес орамдағы тоқ күші де өзгереді. Бұл датчиктің сипаттамасы бейсызықты болып келеді. Әдетте жұмыстық зонаны сипаттаманың сызықты бөлігінен таңдайды.

Датчик бір полярлы, сондықтан датчик сипаттамасын жақсарту үшін 7.5 суретте келтірілген биполярлы схема (дифференциалдық схема) қолданылады. Бұл схеманың ерекшелігі – екі магниттік өткізгіштің және екі жұмыс орамының болуында.

3.Бір фазалы жүйедегі қуатты өлшеу

Айнымалы тоқ қуатын ферродинамикалық және индукциондық аспаптармен (техникалық ваттметрлер) өлшеуге болады (дәлдік кластары 1,5 – 2,5). Жоғарғы жиіліктегі қуатты өлшеу үшін термоэлектрлік және электрондық ваттметрлер қолданылады. Cонымен қатар, тұрақты және айнымалы тоқты тізбектегі қуатты өлшеу үшін электродинамикалық ваттметрлерде кеңінен қолданылады (дәлдік класы 0,1 – 0,5). 11.1 суретте электродинамикалық ваттметрдің құрылымы келтірілген.

Аспаптың қозғалмайтын катушкасы жүктемеге R_H тізбектей жалғанады да, қозғалатын катушкасы - параллель жалғанады. Қозғалмалы катушканың бұрылу бұрышы өлшенетін қуатқа пропорционал ауытқиды. Қуатты өлшеу кезінде тоқ пен кернеу араларында ығысу бұрышы туындайды, себебі қозғалмалы катушканың әрқашанда біраз индуктивтілігі бар (векторлық диаграма төмендегі 11.1а – суретінде келтірілген).

Қуат мөлшері өзгермегенімен, аспап көрсетуі және бұрыштарының айырымына тәуелі әртүрлі болып келеді.