Министерство образования и науки
Республики Беларусь
Белорусская государственная
политехническая академия
Кафедра “Информационно-измерительная
техника”
Курсовой проект
по дисциплине “Первичные измерительные преобразователи ИИС ”
на тему “Конструкция и схема применения датчика температуры для измерения скорости потока жидкости или газа ”
Исполнитель:
Меньшиков С.В.
Руководитель:
Яржембицкий В.Б.
Минск 1997
Содержание
Введение..............................................................................................................................3
Литературный обзор.............................................................................................5
Механические измерители потока........................................................5
Вращающиеся измерители...........................................................................6
Измерители с тормозящим элементом..............................................7
Гидродинамические (аэродинамические) измерители.......8
Трубки Пито...............................................................................................................9
Измерители на потокорезистивных элементах......................10
Электромагнитные измерители потока.....................................12
Ультразвуковые датчики потока........................................................16
Преобразователи.................................................................................................17
Принцип измерения времени прохождения сигнала.........19
Датчики непрерывного действия..........................................................23
Импульсные датчики.......................................................................................26
Методологическая часть...............................................................................31
Тепловые измерители потока...................................................................31
Инжекционные измерители......................................................................31
Конвекционные датчики...............................................................................32
Схема обратной связи для поддержания
постоянной температуры.............................................................................36
Типы зондов.............................................................................................................38
Заключение...................................................................................................................39
Литература.....................................................................................................................40
Введение.
Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научных исследованиях, в быту. Однако реализация этой предпосылки в значительной мере определяется возможностями устройств для получения информации о регулируемом параметре или процессе. Разумеется, применение датчиков не ограничивается только автоматизированными системами, поскольку они могут выполнять также функции элементов просто измерительных систем.
По определению к датчикам относятся все основные узлы электронной схемы для измерения неэлектрических величин, расположенные непосредственно у объекта. Необходимость преобразования измеряемой неэлектрической величины в адекватный ей электрический сигнал послужила позднее основанием для введения термина «измерительный преобразователь».
Совершенствование полупроводниковой технологии позволило также расширить сферы применения датчиков и к тому же повысить их точность, быстродействие, надёжность, долговечность, удобство сопряжения с электронными измерительными схемами. Массовый характер производства датчиков способствует снижению их цены, что также является немаловажным фактором, определяющим их внедрение в практику. Техника конструирования и применения датчиков в последние годы развилась в самостоятельную ветвь измерительной техники. С ростом автоматизации к датчикам физических параметров стали предъявляться всё более высокие требования. При этом особое значение придаётся следующим показателям:
миниатюрность (возможность встраивания),
механическая прочность,
воспроизводимость,
дешевизна и др.
В русле общего направления технического прогресса существенные изменения претерпели также и датчики. На смену электромеханическим и электровакуумным устройствам пришли твёрдотельные (полупроводниковые, сегнетоэлектрические и т.п.) элементы и приборы, которые затем всё больше и больше стали вытесняться интегральными схемами. Развитие техники детектирования магнитных и электрических полей, электромагнитных волн (от ИК- до УФ-диапазона), малых количеств примеси в жидких и газообразных средах существенно расширили возможности измерений на удалённых, труднодоступных, движущихся и т.п. объектах. Это сделало не обязательным расположение датчиков непосредственно у объекта.