Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Электрические измерения неэлектрических величин. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1512 13 14 15 > Следующая >>>



цифровые приборы, АТТ-6000 имеет жидкокристаллический дисплей и,кроме того, обладает дополнительной функцией запоминания минимального, максимального ипоследнего значений.



Приборы для измерения ускорения называются акселерометрами. При измерении линейное ускорение a, как правило, преоб-

разуется всилу инерции (F = ma, где m— масса движущегося тела), которая затем с помощью пружины преобразуется вперемещение, аперемещение— вэлектрическую величину споследующим преобразованием вотсчет прибора. Для уменьшения длительности переходного процесса частоту собственных колебаний преобразователя делают много выше диапазона частот, характеризующего измеряемое ускорение. Для этого пружина преобразователя должна быть жесткой, амасса движущегося тела неочень большой. Деформация пружины при этом будет пропорциональна измеряемому ускорению.

Для преобразования перемещения вэлектрическую величину используются реостатные, индуктивные итрансформаторные дифференциальные преобразователи. Выходная величина уних меняется впределах от1 до10мм, поэтому датчики ускорения имеют низкие частоты собственных колебаний (неболее нескольких сот Гц). Например, акселерометр А-18 имеет диапазон измеряемых ускорений ±25g (где g = 9,81м/с

Несколько выше частота собственных колебаний у тензорезистивных преобразователей. Для измерения ускорений вболее широком частотном диапазоне (доста кГц ивыше) вакселерометрах используются пьезоэлектрические преобразователи. Так, пьезоэлектрический преобразователь ДН-3 используется для измерения ускорений ввиброметре типа ВМ-1. Верхнее значение частоты его диапазона составляет 4 000 Гц, неравномерность частотной характеристики— неболее ±10%. Высокие показатели имеют пьезорезистивные датчики компании «Эндевко»:

– датчик общего назначения 7265АМ3 имеет частотный диапазон 0…4кГц при измерении линейных, ударных ивиброускорений дозначений 2000g, 5 000g и1 000g соответственно;

– миниатюрный датчик 7264-6К— 0…20 кГц при измерении линейных иударных ускорений дозначений 6g и18 000g соответственно;

) вдиапазоне частот до150 Гц.

-111-



– датчик для ударных испытаний 7270А-200К— 0…150 кГц при измерении ударных ускорений дозначений 200 000g.

Для определения ударных ускорений применяется также прибор Omni-G. Он измеряет ускорения, испытываемые изделиями при их транспортировке или при неосторожном обращении сними и превышающие допустимые величины в пределах номинальных значений измеряемого ускорения отg до4g спогрешностью порядка 15%.

Датчик ускорений может применяться для измерения скорости иперемещения (вибрации). Для этого его выходной сигнал необходимо проинтегрировать один (для измерения скорости) или два (для измерения перемещения) раза.

 

Приборы, предназначенные для измерения параметров вибрации, называются виброметрами. Вибрации — это колебания частей машин, устройств или сооружений, вызываемые возмущающими силами. При измерении вибрации необходимо наличие трех элементов: вибрирующего элемента, исходного или невибрирующего элемента, создающего неподвижную точку всистеме отсчета, иустройства для измерения параметров движения (перемещения, скорости, ускорения) вибрирующего элемента относительно невибрирующего. Однако напрактике очень часто неподвижная точка отсчета оказывается недоступной. В этих случаях неподвижная точка создается искусственно спомощью сейсмического преобразователя (рис. 48).

Этот преобразователь состоит из корпуса 1, установленного наобъекте, вибрация которого измеряется (вибрирующий элемент), преобразователя перемещения 2, массы 3, которая называется сейсмическим элементом или сейсмической массой (невибрирующий элемент) исоединяется скорпусом 1 пружиной 5, иуспокоителя 4. Масса элемента 3 выбирается возможно большей. Тогда в силу инерции она будет стремиться сохранить свое положение впространстве иможет служить точкой отсчета вибрационных перемещений. Причем, чем меньше жесткость пружины, тем лучше сейсмическая масса сохраняет свое положение впространстве. Масса 3

-112-



спружиной 5 иуспокоителем 4 образуют сейсмическую систему. Перемещение корпуса 1 относительно сейсмического элемента 3 измеряется преобразователем 2. Сигнал преобразователя 2 взависимости отпараметров сейсмической системы может быть пропорциональным либо относительному перемещению элементов 1 и3, либо их относительной скорости, либо относительному ускорению.

Рис. 48. Сейсмический преобразователь

Успокоение сейсмического преобразователя создается спомощью воздушного (4 нарис. 48), жидкостного или магнитоиндукционного успокоителя (демпфера). Вкачестве преобразователя 2 (перемещения массы относительно корпуса) могут использоваться реостатный, индуктивный или иные преобразователи перемещения вэлектрическую величину.

Например, цифровой виброметр АТТ-9002, предназначенный для измерения разбалансировки двигателей и механизмов, осуществляет измерение скорости, среднеквадратического значения ускорения, измерение изапоминание максимального иминимального значений, имеет интерфейс для связи скомпьютером ижидкокристаллический дисплей. Диапазон измерения скорости — 0,5…199,9мм/с, диапазон измерения ускорения— 0,5…199,9м/с2, частотный диапазон— 10…5 000 Гц.

Виброметр ВИСТ-2.4 предназначен для измерения частоты, амплитуд виброскорости ивиброперемещения. Прибор позволяет

-113-



осуществлять низкочастотный вибрационный контроль машин, механизмов, фундаментов, виброплощадок идругого оборудования. Диапазон измерения виброскорости— 0,1…500мм/с, диапазон измерения амплитуды колебаний— 0,01…10мм, диапазон измерения частоты— 2…1 000 Гц. Основная относительная погрешность измерения амплитуды и среднеквадратического значения виброскорости составляет ±6%, пределы основной относительной погрешности измерения частоты— ±0,2%.



Приборы для определения влажности называются гигрометрами или влагомерами. Гигрометры бывают нескольких видов.

Кэлектрическим гигрометрам можно отнести электролитические, керамические, конденсаторные иконденсационные гигрометры.

В электролитическом гигрометре напластинку изэлектроизо- ляционного материала наносят слой гигроскопического электролита, чаще всего хлористого лития. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита и,соответственно, его сопротивление. Недостатком этого прибора является зависимость показаний оттемпературы.

Керамический гигрометр работает засчет зависимости электрического сопротивления керамической массы (смесь каолина, глины, кремния иокислов металла) от влажности воздуха. Примером может служить гигрометр АТТ-5015, диапазон измерения влажности которого составляет 0…95% при разрешении 0,01% ипогрешности ±3% отизмеренного значения.

В конденсаторных преобразователях используется зависимость электрической емкости отдиэлектрической проницаемости, накоторую существенное влияние оказывает влажность. Основным достоинством емкостных преобразователей является высокая чувствительность. Например, уцифрового гигрометра АТТ-5005стонкопленочным емкостным преобразователем диапазон измерения влажности составляет от10 до95% при разрешении 0,1%.

Конденсационный гигрометр определяет точку росы потемпературе охлаждаемого металлического зеркальца вмомент появления нанем следов воды (или льда), конденсирующейся изокружающего воздуха. Всовременных конденсационных гигрометрах для

-114-

 

охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан наэффекте Пельтье (выделении или поглощении тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников или полупроводников), атемпература зеркальца измеряется вмонтированным внего проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром. Примером может служить гигрометр АВГ-216спределом допускаемого значения основной погрешности ±1% ипогрешностью измерения температуры конденсации ±0,4%.

Все большее распространение находят электролитические гигрометры сподогревом (например ГП-225-212 М1), действие которых основано наопределении точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли зависит отвлажности окружающего воздуха. Чувствительный элемент состоит изтермометра сопротивления, на корпус которого надета оболочка изстекловолокна, пропитанная раствором хлористого лития, идвух намотанных поверх этой оболочки электродов изплатиновой проволоки, накоторые подается переменное напряжение.

 ... 

Приборы для измерения каких-либо фотометрических величин (освещенности, яркости, светового потока, световой энергии ит. п.) называются фотометрами.

Фотоэлектрический фотометр КФК-3-01 предназначен для измерения коэффициентов пропускания, оптической плотности прозрачных жидкостных растворов искорости ее изменения, а также для определения концентрации растворов. Благодаря использованию дифракционной решетки имикропроцессорной системы прибор обеспечивает широкий непрерывный спектральный диапазон от315 до990нм, диапазоны измерений: коэффициента пропускания— 0,1…100% (погрешность измерения— 0,5%), оптической плотности— 0…3 Б, концентрации— 0,001…9 999ед. концентрации при ширине выделяемого спектрального интервала 5…7нм. Фотометр применяется вмедицине для определения биохимических показателей крови, вхимических лабораториях, для

-115-



лабораторно-производственного контроля качества воды похимическим показателям всоответствии сГОСТ Р 51232-98.

Приборы для измерения освещенности называются люксме- трами. Вкачестве измерительного датчика влюксметрах используется фотогальванический преобразователь, основным элементом которого является фотоэлектронный прибор сp–n-переходом— фотодиод. При изменении освещенности перехода происходит изменение концентрации носителей вp–n-переходе иприлегающих областях. Это приводит кизменению их диффузии кp–n-переходу и внутри него, что меняет электрический ток через переход ифотодиод вцелом.

В качестве примеров приведем люксметр HT307— цифровой прецизионный измеритель освещенности сдиапазоном измерения ввидимой части спектра до200 000люкс спогрешностью ±3% отизмеряемой величины— иизмеритель освещенности отисточников ультрафиолетового излучения АТТ-1515, вкачестве датчика вкотором используется фотодиод специального типа сфильтром коррек- ции цвета. Диапазон измерения прибора составляет 0…200мВт/см при погрешности измерения ±5% иразрешении от0,1 до10мВт/см взависимости отподдиапазона измерения. Визмерителе имеется функция удержания текущего показания, записи максимального, минимального и среднего значений, функция передачи данных накомпьютер. Цифровой люксметр АТТ-1507 предназначен для измерения освещенности отисточников света различного типа: ламп накаливания свольфрамовой нитью, флюоресцентных ламп, ламп дневного света, ртутных ламп. Диапазон измеряемых значений освещенности— 0…100 000люкс при погрешности измерения ±5%.

Измеритель АТТ-9508 является универсальным, сочетающим в себе сразу четыре прибора (анемометр, гигрометр, люксметр итермометр). Он позволяет измерить скорость воздушного потока вдиапазоне 0,4…30 м/с (используется крыльчатка сподшипником малого трения), влажность от10 до95% (применен тонкопленочный емкостной сенсор), освещенность от0 до20 000люкс (спомощью фотодиода исветофильтра, обеспечивающего цветовую коррекцию испектр) итемпературу от–132 до+1300°С (стермопарой K-типа).

Прибор ТКА-ПКМ является одновременно люксметром иярко- мером (прибором для измерения яркости). Он предназначен для измерения освещенности ввидимой области спектра, создаваемой

-116-

 

искусственными или естественными источниками, расположенными произвольно относительно приемника излучения, вдиапазоне 10…200 000люкс ияркости ТВ-кинескопов, мониторов компьютеров и самосветящихся объектов вдиапазоне 10…200 000 кд/м2. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: при измерении освещенности— неболее 8%, при измерении яркости— неболее 10%. Прибор используется при проведении санитарных световых обследований рабочих мест производственных помещений, рабочих мест с видеодисплейными терминалами и компьютерами на соответствие требованиям санитарных правил и норм СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам иорганизации работы».

Вообще, яркомеры строятся, как правило, поодной издвух оптических схем (рис. 49, а, б). Посхеме, представленной нарис. 49, а, изображение светящего тела источника Исоздается вплоскости диафрагмы D, ограничивающей размеры фотометрируемой части этого тела.

Постоянство чувствительности такого яркомера при перемещении объектива О обеспечивается апертурной диафрагмой Dа, неподвижной относительно диафрагмы D. Вболее простом яркомере, построенном повторой схеме (см. рис. 49, б), фотометрируемый пучок лучей ограничивается габаритной диафрагмой Dг ивходным зрачком фотоэлектрического приемника П. Диафрагма Dг располагается вблизи светящегося тела Иили (при фотометрировании объектов больших размеров) нанекотором удалении отнего.

Яркомер АРГУС-02 предназначен для измерения яркости про- тяженных объектов. В измерительной головке установлен первичный преобразователь излучения— полупроводниковый кремниевый фотодиод ссистемой светофильтров, формирующих спектральную чувствительность. Принцип работы основан напреобразовании светового потока, создаваемого естественным или искусственным светом, внепрерывный электрический сигнал, пропорциональный световой освещенности, который затем преобразуется аналогоцифровым преобразователем вцифровой код, который формирует на цифровом табло индикаторного блока результат измерения. Технические характеристики прибора: диапазон измерения яркости— 1,0…2×105 кд/м2, спектральный диапазон— 0,38…0,8 мкм, предел допускаемой основной относительной погрешности— 10%.

-117-



Рис. 49. Оптические схемы построения яркомеров

Подобный принцип действия (как уАРГУС-02) имеет еще целый ряд приборов серии АРГУС. Кним относятся:

– неселективный радиометр АРГУС-03— переносной цифровой прибор для измерения световых иэнергетических характеристик оптического излучения винфракрасной области спектра итепловой облученности при оценке условий труда на рабочих местах (спектральный диапазон— 0,5…20мкм, предел допускаемой основной относительной погрешности— 6%);

– ультрафиолетовые радиометры АРГУС-04 (спектральный диапазон — 0,315…0,4 мкм), АРГУС-05 (спектральный диапазон— 0,28…0,315 мкм) и АРГУС-06 (спектральный диапазон — 0…0,28мкм, предел допускаемой основной относительной погрешности увсех составляет 10%);

– пульсметр-люксметр АРГУС-07, предназначенный для изме- рения максимального, минимального исреднего значений освещенности пульсирующего искусственного излучения и расчета значения коэффициента пульсаций (спектральный диапазон — 0,38…0,8 мкм, предел допускаемой основной относительной погрешности— 8%). Прибор может использоваться всоответствии сСанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 иСНиП 23-05-95.

Приборы для измерения цвета (покакой-либо цветовой шкале) называются колориметрами. Колориметры также применяются

-118-

 

для сравнения интенсивности окраски исследуемого раствора со стандартным. Измерение цвета количественно выражается совокупностью трех значений (в относительных единицах) цветоделенных лучистых потоков (основных цветов колориметрической системы), которые используются вданном приборе для воспроизведения измеряемого цвета. Колориметры подразделяются навизуальные ифотоэлектрические. Последние относятся кэлектрическим средствам измерений.

Например, колориметр АТТ-1511 (сЖК-дисплеем) может измерять цвет образца вотраженном свете (ткани, бумага, кожа ит. д.) ивизлученном свете (электронно-лучевые трубки, жидкокристаллические индикаторы, светодиоды, лампы). Прибор оснащен внешним сенсором суглом освещения 45° иуглом измерения 0°. При измерениях вотраженном свете образец освещается встроенным источником света. Диапазон измерения уровней RGB (красныйзеленый-синий)— 0…255. Посредством интерфейса RS232можно передавать результаты измерений вкомпьютер.

Цветность является одним изосновных параметров, несущих информацию окачестве растительного масла. Донедавнего времени цветность определялась визуально сиспользованием йодных стандартов всоответствии сГОСТ5477–93. Йодные стандарты— это запаянные ампулы состандартными растворами йода, которые теряют свои свойства поистечении шести месяцев итребуют постоянного контроля и своевременной замены. Недостатком метода определения цветности масел пойодным стандартам также является отсутствие возможности сравнения высококачественных светлых масел (так как шкала является грубой). Кроме того, сам способ визуального контроля характеризуется погрешностями, обусловленными ошибками оператора. Всовременной международной практике масла оцениваются поцветности всоответствии смеждународным стандартом ISO 15305 «Животные ирастительные жиры имасла. Определение цветности поЛовибонду» (шкала Ловибонда— это шкала цветности для оценки качества растительных иживотных масел). ВЗАО «ОКТБ теплоэнергетического приборостроения» (Украина) был разработан, изготовлен исертифицирован автоматический колориметр ЦУ ТЭП-РМ для контроля цветности масел всоответствии сISO 15305. Всоответствии стребованием международного стандарта ISO 15305 прибор ЦУ ТЭП-РМ

-119-



позволяет определять значения цвета (соответствующего шкале Ловибонда): красный— от0 до70; желтый— от0 до70; синий— от0,1 до9,0.

 

Приборы для объективного измерения уровня звука называются шумомерами. Существуют российские имеждународные стандарты, устанавливающие требования кэтим приборам. ВРоссии действуют межгосударственный стандарт ГОСТ 17187-2010 (IEC 61672-1:2002) инациональный стандарт ГОСТ Р 53188.1-2019. Вевропейских странах действуют свои стандарты нашумомеры, однако все они также следуют требованиям стандартов МЭК. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (вчастности ANSI S1.4), существенно отличающиеся отевропейских.

Стандартный шумомер (рис. 50) состоит из ненаправленного микрофона М, усилителя У, корректирующих фильтров КФ, детектора Д, интегратора ИТ (для интегрирующих шумомеров) ииндикатора И. Общая схема шумомера выбирается так, чтобы его свойства приближались ксвойствам человеческого уха. Поскольку чувствительность уха зависит нетолько отчастоты звука, ноиотего интенсивности, в шумомере используются несколько комплектов фильтров, отвечающих разной интенсивности шума. Данные фильтры позволяют имитировать амплитудно-частотную характеристику уха при заданной мощности звука. Эти фильтры называются А, B, C, D.

Рис. 50. Схема стандартного шумомера

Фильтр А примерно соответствует амплитудно-частотной характеристике «усредненного уха» при слабых уровнях шума, фильтр B— при сильных уровнях шума. Фильтр Сбыл разработан для оценки пиковых уровней шума, фильтр D— для оценки

-120-

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1512 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]