- •Учебно - методический комплекс
- •Наименование тем лекционных занятий
- •Лабораторные работы по дисциплине
- •Методические указания к изучению дисциплины
- •Структура учебного курса
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры
- •1.1. Понятие «датчик». Классификация датчиков
- •1.2. Характеристики датчиков
- •1.3. Метрологическое обеспечение датчиков
- •Температура
- •1.4. Принципы выбора датчиков
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках
- •2.1. Реостатные преобразователи
- •2.2. Индуктивные и трансформаторные преобразователи
- •2.3. Струнные и стержневые преобразователи
- •2.4. Ультразвуковые преобразователи
- •Скорость распространения в твердом теле
- •2.5. Индукционные преобразователи
- •2.6. Термоэлектрические преобразователи
- •2.7. Пьезоэлектрические преобразователи
- •2.8. Преобразователи с устройствами пространственного кодирования
- •2.9. Гироскопические приборы и устройства
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики
- •3.1. Взаимодействие оптического излучения с оптическими средами
- •3.2. Принципы преобразования в волоконно-оптических датчиках физических величин
- •3.3. Амплитудные вод (вод с модуляцией интенсивности)
- •3.4. Волоконно-оптические датчики поляризационного типа
- •3.5. Волоконно-оптические датчики на основе микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом
- •3.6. Характеристики микрорезонаторных вод физических величин
- •3.7. Оптическое мультиплексирование вод физических величин
- •3.8. Волоконно-оптические гироскопы
- •3.9. Оптические элементы, используемые в волоконно-оптических датчиках
- •Глава 4. Особенности проектирования датчиков давления
- •4.1. Задачи измерения давления
- •4.2. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления
- •4.3. Воздействие влияющих факторов на датчики давления
- •4.4. Динамические погрешности при измерении переменных давлений
- •4.5. Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления
- •Глава 5. Датчики температуры и тепловых потоков
- •5.1. Физические основы температурных измерений
- •Значения длин волн, соответствующих спектральному максимуму излучения и полная спектральная светимость для различных температур абсолютно черного тела
- •5.2. Погрешности температурных измерений контактными датчиками
- •5.3. Основные задачи измерений тепловых потоков
- •5.4. Классификация датчиков теплового потока
- •5.5. Физические модели «тепловых» датчиков теплового потока
- •5.6. Бесконтактные измерители температуры
- •5.7. Тепловые фотоприемники
- •5.8. Применение пироэлектриков
- •Глава 6. Компоненты и датчики, управляемые магнитным полем
- •6.1. Магнитоупругие преобразователи
- •6.2. Гальваномагниторекомбинационные преобразователи
- •6.3. Датчики Виганда
- •Глава 7. Особенности проектирования и применения биологических, химических, медицинских датчиков
- •7.1. Биосенсоры
- •7.2. Датчики газового состава
- •7.3. Химические измерения
- •7.4. Медицинские датчики
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики
- •8.1. Особенности «интеллектуальных» датчиков физических величин
- •8.2. Функциональные возможности и требования, предъявляемые к «интеллектуальным» датчикам
- •8.3. Микропроцессорные модули для интеллектуальной обработки информации
- •8.4. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков
- •8.5. Основные критерии выбора микроконтроллера
- •8.6. Универсальный интерфейс преобразователя
- •8.7 Стандартизация интерфейсов «интеллектуальных» датчиков (семейство ieee р 1451)
- •8.8. Коррекция ошибок в «интеллектуальных» датчиках
- •8.9. Перспективы разработки и производства изделий интеллектуальной микросенсорики в Республике Беларусь
- •8.10. Примеры реализации «интеллектуализации» датчиков
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей с измерительной аппаратурой
- •9.1. Схемы соединений измерительных преобразователей
- •9.2. Температурная компенсация тензометров
- •9.3. Температурная компенсация с помощью мостовых схем
- •9.4. Установка тензометров
- •9.5. Шумы
- •9.6. Защитные кольца
- •9.7. Случайные шумы
- •9.8. Коэффициент шума
- •Глава 10 особенности исполнения и испытаний датчиков
- •10.1. Исполнение в зависимости от воздействия климатических факторов внешней среды
- •10.2. Исполнение в зависимости от степени защиты от воздействия твердых тел (пыли) и пресной воды
- •10.3. Исполнение в зависимости от устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации
- •10.4. Надежность датчиков
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1. Особенности датчиковой аппаратуры 81
- •Глава 2. Принципы преобразования в датчиках 110
- •2.9.1. Трехстепенные гироскопы 171
- •2.9.1.6. Вибрационный гироскоп 176
- •2.9.2. Двухстепенные гироскопы 177
- •Глава 3. Волоконно-оптические датчики 182
- •Глава 4. Особенности проектирования
- •Глава 5. Датчики температуры и
- •Глава 6. Компоненты и датчики,
- •Глава 7. Особенности проектирования
- •Глава 8 «интеллектуальные» датчики 347
- •Глава 9. Сопряжение преобразователей
- •Глава 10 особенности исполнения и
10.2. Исполнение в зависимости от степени защиты от воздействия твердых тел (пыли) и пресной воды
Виды исполнения регламентированы ГОСТ 14254-80.
Для обозначения степени защиты применяются буквы «IP» и следующие за ними две цифры. Первая цифра обозначает степень защиты прибора от попадания внутрь твердых посторонних тел, вторая цифра – степень защиты прибора от попадания воды. Определение степеней защиты приведены в табл. 10.5 и в табл. 10.6. Если степень защиты требуется указать только одной цифрой, то пропущенная цифра заменяется буквой «X».
Таблица 10.5
Степень защиты датчика от попадания внутрь посторонних твердых тел
|
Первая цифра |
Определение степени защиты от воздействия твердых тел |
|
0 1 2 3 4 5
6 |
Специальная защита отсутствует Защита от проникновения твердых тел размером более 50 мм Защита от проникновения твердых тел размером более 12 мм Защита от проникновения твердых тел размером более 2,5 мм Защита от проникновения твердых тел размером более 1,0 мм Проникновение внутрь прибора пыли не прекращено полностью, однако пыль не может проникнуть в количестве, достаточном для нарушения работы приборов Пыленепроницаемость. Проникновение пыли прекращено полностью |
Таблица 10.6
Степень защиты датчика от попадания внутрь воды
|
Вторая цифра |
Определение степени защиты от воздействия воды |
|
0 1 2 3
4
5
6 7
8
|
Специальная защита отсутствует Защита от капель воды Защита от капель воды при наклоне до 15° Дождь, падающий под углом 60° от вертикали, не должен оказывать вредного действия на прибор Вода, разбрызгиваемая в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на прибор Струя воды, выбрасываемая в любом направлении, не должна оказывать вредного действия на прибор Вода при волнении не должна оказывать вредного влияния на прибор Вода при погружении приборов не должна оказывать вредного влияния на прибор Изделия пригодны для длительного погружения в воду при условиях, установленных изготовителем |
10.3. Исполнение в зависимости от устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации
Виды исполнения регламентированы ГОСТ 12997–84. Параметры вибрации для различных групп исполнения приведены в табл. 10.7. Для групп LX, NX, VX, FX, GX значение амплитуды смещения для частоты выше частоты перехода следует выбирать из табл. 10.8. Под терминами «виброустойчивость», «удароустойчивость», «холодоустойчивость» понимается, что конкретный датчик сохраняет значения характеристик в соответствии с техническими условиями при раздельном воздействии соответствующего влияющего фактора.
Таблица 10.7
Группы исполнения датчиков в зависимости от устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации
|
Группа исполнения |
Частота, Гц |
Амплитуда |
Размещение | |
|
смещения для частоты ниже частоты перехода, мм |
ускорения для частоты выше частоты перехода, м/с2 | |||
|
L1 L2 LX
(L3)* |
5...35 |
0,35 |
– |
Места, защищенные от существенных вибраций. Могут появляться вибрации только низкой частоты |
|
0,75 |
– | |||
|
– |
– | |||
|
(5...25)* |
(0,1)* |
- | ||
|
N1 N2 NX
(N3)* (N4)* |
10…55 |
0,15 |
– |
Места, подверженные вибрации от работающих механизмов. Типовое размещение на промышленных объектах |
|
0,35 |
– | |||
|
– |
– | |||
|
(5…80)* |
(0,075)* |
(9,8)* | ||
|
(0,15)* |
(19,6)* | |||
|
VI V2 V3 VX
(V4)* (V5)* |
10...150 |
0,075 |
9,8 |
Места на промышленных объектах при условии, что существует вибрация с частотой, превышающей 55 Гц |
|
0,15 |
19,6 | |||
|
0,35 |
49,0 | |||
|
– |
– | |||
|
(5...120)* |
(0,15)* |
(19,6)* | ||
|
(0,20)* |
(24,4)* | |||
|
F1 F2 FF FX |
10...500 |
0,075 |
9,8 |
Места, расположенные вблизи помещений, в которых установлены работающие авиационные двигатели
|
|
0,15 |
19,6 | |||
|
0635 |
49,0 | |||
|
– |
– | |||
|
G1 G2 GX
G3* |
10...2000 |
0,35 |
49,0 | |
|
0,75 |
98,0 | |||
|
– |
– | |||
|
5000 |
3,5* |
490,0* | ||
|
* По требованию потребителя | ||||
Таблица 10.8
Соответствие значений амплитуды смещения и амплитуды ускорения
для частоты выше частоты перехода
|
Амплитуда смещения, мм |
0,015 |
0,035 |
0,075 |
0,15 |
0,20 |
0,35 |
0,75 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,5 |
|
Амплитуда ускорения, м/с2 |
1,96 |
4,9 |
9,8 |
19,6 |
29,4 |
49 |
98 |
147 |
198 |
294 |
490 |