Ультразвуковые датчики уровня жидкости

Работа ультразвукового датчика основана на взаимодействии ультразвуковых колебаний с измеряемой средой. Распространение ультразвуковых волн сильно зависит от свойств среды (например: скорости распространения, коэффициента затухания, степени поглощения, коэффициента отражения). Ультразвуковые излучатели и приёмники являются обратимыми т.е. один и тот же элемент можно использовать и для излучателя и для приёмника.

и - п

и - п

Используя первый датчик, зная время и скорость распространения в жидкости, определяют глубину. . Второй датчик использует отражение от поверхности жидкости.

Такие уровнемеры обеспечивают точность ≈1% при измерении на десятки метров.

Терморезисторы

Применяется для контроля уровня жидкости: при поднятии жидкости теплоотдача увеличивается.

,A,B– коэфф, зависящие от материала и конструкции терморезистора.

Чувствительность:

если датчик использ без защитной арматуры, он представляет собой динамическое звено 1-го порядка

если датчик используется в защитной арматуре, то он представляет хар-ку динамического звена 2-го порядка:

Вопрос2.

Привести основные варианты реализации датчиков температуры, описать принцип действия, схемы включения, достоинства и недостатки, статические и динамические характеристики.

Назначение и типы терморезисторов.

Терморезистор – параметрический датчик температуры, который изменяет сопротивление в зависимости от температуры нагрева.

Терморезисторы применяются для измерения температуры окружающей среды. В этом режиме через терморезистор должен протекатьmin возможный ток, чтобы знизить самонагрев.

Диапазон температур широк: от -273 до 1500 .

Они могут применятся не только для измерения температуры, но и для измерения других физических величин.

Различают металлические и полупроводниковые терморезисторы.

Металлические терморезисторы изготовлены из химически чистых металлов: медь, платина, никель.

Для чистых металлов сопротивление увеличивается на 0.4-07% при увеличении температуры на 1 .

Другие металлы (окислы, сплавы) применяются реже, т. к. они быстро окисляются в нагретой среде и меняют свои свойства.

Одним из основных параметров теплосопротивления является ТКС (температурный коэффициент сопротивления). Он показывает на сколько изменилось сопротивление терморезистора, при изменении температуры его нагрева на 1 . Знак при ТКС показывает как изменяется сопротивление. Металлические терморезисторы имеют положительный ТКС.

Помимо металлических терморезисторов в системах контроля и управления широко применяются полупроводниковые терморезисторы. Материалом для них служат германий и кремний с различными добавками. По сравнению с металлическими терморезисторами, полупроводниковые имеют меньшие размеры и на порядок больше ТКС.

Однако их характеристики существенно нелинейные, ТКС отрицателен, у них существует большой разброс параметров. По этим причинам полупроводниковые резисторы редко применяются для измерительных целей.