2.3 Интеллектуальные измерительные системы

Многоканальные интеллектуальные измерительные системы ориентированы на решение многих сложных задач.

Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения термина «интеллектуальные измерительные приборы»,— на объекты иной природы, например, биологические сенсоры.

Рис. 2.4.Функциональная схема многоканальной интеллектуальной измерительной системы.

Измерительная система осуществляет одновременно многопараметрические измерения от нескольких датчиков или интеллектуальных измерительных приборов и через последовательный интерфейс (И) обменивается информацией с персональным компьютером или другой ЭВМ более высокого уровня.

Вопросы для самопроверки 2

1 По каким параметрам можно классифицировать измерительные приборы?

2 Опишите функциональную схему простого измерительного прибора

3 Опишите функциональную схему интеллектуального пассивного измерительного прибора

4 Опишите функциональную схему интеллектуального активного измерительного прибора.

5 Опишите функциональную схему многоканальной интеллектуальной измерительной системы.

3. Виды механических сенсоров

В механических сенсорах первичные сигналы о состоянии исследуемого объекта или процесса имеют механическую природу. Это могут быть: изменение формы и/или размеров тел; изменение их взаимного расположения, т.е. механическое перемещение; изменение скорости движения; возникновение ускорений; изменение амплитуды, фазы или частоты механических колебаний и т.п. Соответственно есть смысл подразделять механические сенсоры с учетом физической природы чувствительных элементов и первичных информационных сигналов, которые в них возникают, на следующие виды:

• деформационные сенсоры, первичными сигналами в которых являются изменения формы, объема или размеров чувствительного элемента;

• сенсоры линейного перемещения, первичным сигналом в которых является перемещение центра массы тела в пространстве;

• сенсоры углового перемещения, первичными сигналами в которых являются наклон тела, поворот, вращение;

• акселерометры, в которых первичным сигналом является возникновение механического ускорения;

• вибрационные сенсоры, в которых первичным сигналом является изменение состояния механических колебаний тела или системы тел;

.3.1. Деформационные чувствительные элементы

Наиболее известными деформационными чувствительными элементами являются деформационные чувствительные элементы для измерения температуры, силы и давления. В производственных условиях для слежения за температурой с целью её регулирования преимущество обычно отдают биметаллическим чувствительным элементам. Они представляют собой биметаллические полоски, которые состоят из двух прочно соединенных между собой слоев металлов с существенно отличающимися температурными коэффициентами линейного расширения (ТКЛР). При повышении температуры один из металлов удлиняется больше, другой – меньше. В результате биметаллическая полоска выгибается в сторону металла с меньшим ТКЛР

При измерениях давления жидкости или газа в качестве чувствительных элементов часто используют механические устройства, которые деформируются под действием давления. Наиболее употребительные из них – сильфоны, мембраны и упругие трубки.

Для измерения веса и силы часто используют и другой деформационный чувствительный элемент – пружину. Пружины в качестве чувствительного элемента используют обычно лишь в пределах линейной упругой деформации, когда выполняется известный закон Гука (формула 3.1):

где – коэффициент упругости,– приложенная сила,– длина ненагруженнойпружины, – величина растяжения или сжатияпружины.