- •Глава 2. Измерительные преобразователи и схемы
- •2.1. Понятие измерительных преобразователей (ип), виды, классификация
- •2.2. Функции измерительного преобразователя
- •2.3. Структурные особенности приборов
- •2.4. Измерительные цепи
- •2.4.1. Измерительные схемы с делителями тока и напряжения
- •2.4.2. Мостовые измерительные схемы с гальванометром
- •2.4.3. Мостовые измерительные схемы с логометрами
- •2.4.4. Измерительные схемы статического уравновешивания
- •2.4.5. Измерительные схемы aстатического уравновешивания
- •2.4.6 Измерительные схемы развертывающего уравновешивания
- •2.5. Статические характеристики приборов
- •2.6. Расчёт статических и динамических характеристик приборов и датчиков
- •2.7. Чувствительность прибора
- •2.8. Расчет характеристики прибора по структурной схеме
Глава 2. Измерительные преобразователи и схемы
2.1. Понятие измерительных преобразователей (ип), виды, классификация
Эксплуатация летательных аппаратов в авиации связаны с получением данных о значении различных физических величин, характеризующих состояние объекта управления - механических, тепловых, химических, оптических и других величин, которые принято называть неэлектрическими.
Существует ряд способов измерения неэлектрических величин, различающихся по виду энергии сигнала измерительной информации.
Наиболее широко распространенный способ измерения- электрический . Он имеет ряд достоинств, а именно: точность, удобство в эксплуатации измерительных приборов, легкость в исполнении (проектировании, производстве), хорошо изученный математический аппарат, компактность измерительных приборов, возможность сопряжения с вычислительной машиной.
Измерительный преобразователь (ИП), иногда его называют датчиком, предназначен для преобразования неэлектрической величины в электрическую. Как правило, в своем составе он имеет первичный преобразователь (ПП) или чувствительный элемент и измерительную цепью.
α
код
Рис.2.1. Структура устройства для измерения неэлектрических величин
Упрощенная структурная схема измерительного устройства (прибора) приведена на рис.2.1, где
ПП - первичный измерительный преобразователь
ИЦ - измерительная цепь
ОУ - отчетное устройство
Размещенный непосредственно на объекте ПП преобразует неэлектрическую величину Х в электрическую величину У
К первичным преобразователям (ПП) предъявляют требования воспроизводимости и однозначности характеристики преобразования У=F(Х), стабильности во времени характеристики преобразователя, минимального обратного действия преобразователя на исследуемый объект, точности, быстродействия и т.д.
Первичные измерительные преобразователи очень разнообразны по принципу действия, устройству, виду энергии входного сигнала, метрологическим и эксплуатационным характеристикам.
Существуют параметрические ПП для которых характерно то, что
сигналы, получаемые от измеряемого объекта, служат только для управления энергией постороннего источника, включенного в электрическую цепь. В данном случае основным выходным сигналом является изменение параметров электрических цепей- сопротивления, емкости, индуктивности под действием сигнала от измеряемого объекта; поэтому эти ПП называются параметрическими.
Генераторные ПП характеризуются тем, что сигналы, получаемые от измеряемого объекта, непосредственно преобразуются в электрические сигналы. При этом желаемый эффект преобразования может быть получен без использования посторонних источников энергии. Основой работы является непосредственное преобразование измеряемых сигналов различных видов в электрические сигналы (генерирование электрической энергии).
По физической природе явлений, лежащих в основе их работы, первичные преобразователи можно подразделить на:
-механические резистивные (контактные, реостатные, тензометрические);
-электростатические (емкостные, пьезоэлектрические);
-электромагнитные (индуктивные, индукционные, магнитоупругие);
-теплоэлектрические (термоэлектрические, терморезистивные);
-оптико-электрические;
-атомные (ионизационного излучения, квантовые) и множество других.
Только одно перечисление групп первичных преобразователей неэлектрических величин свидетельствует о том, насколько широк круг вопросов, относящихся к измерению неэлектрических величин, и как важно унифицировать методы и средства их измерений.
На вход первичного преобразователя кроме входной величины Х действуют и другие параметры объекта и окружающей среды. В этих условиях первичный преобразователь должен избирательно реагировать только на значение входной величины и не реагировать на влияние всех остальных факторов. Задача подавления чувствительности первичного преобразователя к влияющим величинам относится к важным задачам, решаемым конструктивными и схемными методами.