- •1.Понятие «датчик». Классификация датчиков. Общие свойства датчиков. Основные требования к датчикам. Миниатюризация датчиков.
- •2.Характеристики датчиков: порог чувствительности, предел преобразования, метрологические характеристики, надежность, эксплуатационные характеристики.
- •3.Метрологическое обеспечение датчиков. Принципы выбора датчиков.
- •4.Реостатные преобразователи.
- •5.Резистивные преобразователи: терморезистивные преобразователи (металлические, полупроводниковые), тензо- и пьезорезистивные преобразователи.
- •6.Емкостные преобразователи.
- •7.Индуктивные преобразователи.
- •8.Трансформаторные преобразователи.
- •9.Струнные преобразователи.
- •10.Стержневые преобразователи.
- •11,Ультразвуковые преобразователи.
- •12,Индукционные преобразователи.
- •13,Термоэлектрические преобразователи.
- •14,Фотоэлектрические преобразователи: фоторезисторы.
- •15, Фотоэлектрические преобразователи: фотодиоды, фототранзисторы.
- •16,Пьезоэлектрические преобразователи (пэп). Общие сведения. Группы пьезоэлектриков. Уравнение пьезоэффекта. Уравнения пэп.
- •17,Электрические схемы подключения пэп. Конструкции пэп. Повышение помехоустойчивости пэп.
- •18,Оценка чувствительности пэп. Пэп с использованием обратного эффекта. Зависимость свойств пэп от внешних условий. Применение пэп.
- •19,Контактные преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •20,Фотоэлектрические преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •21,Электромагнитные преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •23,Двухстепенные гироскопы: скоростной гироскоп, скоростной гироскоп с электрической пружиной, поплавковый гироскоп.
- •24,Взаимодействие оптического излучения с оптическими средами.
- •25,Материалы волоконно-оптических элементов.
- •26,Оптические элементы, используемые в вод: входные окна, световоды.
- •27.Оптические элементы, используемые в вод: оптические фильтры, иммерсионные линзы.
- •28,Взаимодействие оптического излучения с полупроводниками. Поглощение излучения полупроводниками: собственное, примесное.
- •29,Принципы преобразования в вод физических величин.
- •30,Амплитудные вод (вод с модуляцией интенсивности).
- •31,Вод поляризационного типа.
- •32,Вод на основе микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом.
- •33,Характеристики микрорезонаторных вод физических величин. Оптическое мультиплексирование вод физических величин.
- •34,Волоконно-оптические гироскопы (вог). Принцип действия вог.
- •35,Принципиальная схема вог. Чувствительность вог.
- •36,Вог с эрбиевым источником.
- •37,Задачи измерения давления. Датчики давления на современном этапе. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления.
- •38,Воздействие влияющих факторов на датчики давления.
- •39Динамические погрешности при измерении переменных давлений.
- •40,Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления.
3.Метрологическое обеспечение датчиков. Принципы выбора датчиков.
Метрологическое обеспечение датчиков
Метрологическое обеспечение датчиков включает в себя эталоны и образцовые меры, эталонные и образцовые измерители различных физических величин, поверочные схемы передачи точности от образцовых средств измерений рабочим средствам, систему нормативных документов, регламентирующих деятельность в области метрологии
Принципы выбора датчиков
В основе принципов выбора датчика для обеспечения тех или иных измерений лежит принцип максимального соответствия требований измерений и возможностей (характеристик) датчика.
Формулируются исходные данные, принципиально очерчивающие область поиска. К их числу относят ожидаемый диапазон измерения измеряемого параметра и агрегатное состояние объекта измерения, например:
-- содержание газовой фазы в криогенной жидкости 0...100 %;
-- температура жидкого водорода минус 255...минус 250°С;
-- температура воздуха минус 50...плюс 150°С;
-- давление во внешней атмосфере космического аппарата
1,3·10-2...1,3·10-6 Па и т.д.
Проводиться обоснование выбора мест измерений параметра на объекте. Здесь может быть несколько важных соображений -- экстремальность параметра в данном месте; представительность данного места для описания общей картины процессов на объекте; корреляция данного параметра в данном месте с другими параметрами, измерение которых намечается, и т.д. Немаловажное значение имеет доступность данного места для размещения датчика.
Из числа известных датчиков для измерений данного параметра выбираются датчики, размещение которых по геометрическим присоединительным размерам возможно. При этом выбираются датчики, имеющие нужную глубину погружения чувствительного элемента, а также, исходя из соображений локальности или осредненности измеряемого параметра, выбирают датчики с чувствительными элементами с сосредоточенными в нужной области параметрами.
Из выбранных датчиков, отбираются работоспособные в эксплуатационных условиях (механическая надежность). При этом необходимо учитывать как общие климатические (температура окружающей среды, давление, влажность и т.д.), механические (вибрации, удары, линейные и угловые ускорения и т.д.), так и всю совокупность специальных требований (агрессивность среды, скорость набегающего потока, температура и давление среды, цикличность и многоразовость воздействий, проникающая радиация и т.д.).
Для квазистатических измеряемых параметров отбираются датчики, обеспечивающие необходимую точность ( стабильность функции преобразования в допустимых пределах) в условиях эксплуатации (метрологическая надежность). На этой стадии отбираются датчики, принцип преобразования в которых обеспечивает необходимое метрологическое качество.
Для динамических параметров отбираются датчики по динамическим характеристикам на соответствие динамике измеряемого параметра. Динамическая погрешность отобранных датчиков должна соответствовать допустимым значениям. В случае несоответствия должна быть рассмотрена возможность введения корректирующих поправок в результате измерений.
Отбор датчиков по принципу системной совместимости. Если в результате отбора по предыдущим пунктам остаются еще альтернативные варианты датчиков, то последним соображением для выбора является принцип системной совместимости.