- •Основные понятия и определения метрологии
- •Измерения и их характеристики
- •Основные характеристики измерения.
- •Классификация измерений
- •Виды измерений
- •Метод сравнения с мерой
- •Погрешности измерений
- •Оценивание результатов измерения при многократном измерении
- •Основные характеристики измерительных приборов и преобразователей
- •Погрешности измерительных приборов
- •Номинальная и реальная статическая характеристики измерительных устройств
- •Основная и дополнительная погрешность средств измерения
- •Классы точности средств измерения
- •Единая гос. Система приборов и средств автоматизации епсп
- •Измерение электрических величин
- •Магнитоэлектрические приборы
- •Вольтметры
- •Омметры
- •Логометры
- •Электромагнитные приборы
- •Электрические приборы
- •Ферродинамические приборы
- •Электрические приборы
- •Аналоговые измерительные электрические приборы.
- •Цифровые измерительные электронные приборы.
- •Измерение параметров элементов электрических цепей.
- •Методы измерения.
- •Измерительные мосты постоянного тока.
- •Уравновешенный мост.
- •Неуравновешенный мост.
- •Мосты переменного тока.
- •Резонансный метод измерения индуктивности и емкости.
- •Электрические методы измерения неэлектрических величин.
- •Требования к преобразователям.
- •Параметрические датчики активного сопративления.
- •Тензорезисторы (тензометры).
- •Терморезисторы и уравновешенные, неуравновешенные электроавтоматические мосты и логометры.
- •Реостатные (потенциометрические) датчики.
- •Потенциометры со средней точкой.
- •Индуктивные датчики.
- •Дифференциальная трансформаторная схема прибора(ксд – Компенсационная Схема Диференциальная).
- •Пример (дифференциальный манометр)
- •Магнитоупругие датчики (разновидность индуктивных).
- •Емкостные датчики .
- •Измерение влажности.
Терморезисторы и уравновешенные, неуравновешенные электроавтоматические мосты и логометры.
Отсчет производят в момент равновесия моста Iп=0
R1(Rтс-2Rл)=R2R3
Недостаток: не может уследить за быстрым изменением температуры. Недостаток двухпроводной схемы: результат зависит от окружающей температуры. Чтобы это устранить подключают по трехпроводной схеме.
Rл=Rпр
Iп=0; R1(Rтс+2Rл)= R2(R3+Rл)
Схема электронного автоматического моста типа КСМ – 2 (Компенсирующая Схема Мостовая). В основу работы положен принцип уравновешивания моста.
Rп – подгонка начала шкалы; Rр – реохорд = 315 Ом (тонкий провод); Rш – шунт = 126 Ом; =900Ом; R – регулирует размах; Rпр – приведенное сопротивление; Rн – ограничивает ток IRтс (5…7 мА); ЭУ – электромагнитный усилитель; ∆U – сигнал разбаланса моста; РД – реверсивный асинхронный двухфазный двигатель переменного тока; К – каретка (стрелка).
Уравнение равновесия моста для начала шкалы.
Ползунок в точке b
R2(Rтсmin+Rл+Rн)= (Rп+Rпр) (R1+Rл)
Мосты бывают 1, 3, 6, 12, 24 – х точечные.
Полупроводниковый терморезистор (термистры) из оксидов металлов: CuO, MnO, CaO
ММТ-1 (медно-марганцевый), КМТ-У(кадмиево-марганцевый).
В – постоянный коэффициент, зависит от примесей.
- термический коэффициент сопротивления
Достоинства: 1. Малые габариты и вес МКМТ-16 (Малогабаритный …) l=1.5мм, d=0,5мм.
2. Высокая чувствительность SММТ=20…60SТСП (Rл=2,5Ом)
3. Подключают к измерительным сх. по двухпроводным сх. т.к. при 20 С R=106Ом, а сопротивление проводов л=2,5Ом (можно пренебречь).
Недостатки: характеристика не линейна и не проходит через ноль.
Rш=F(Rн, Rср, Rк, Tн, Tср, Tк)
2. Большой разброс параметров термисторов одного типа.
3. Небольшой диапазон измерений ∆Т=50…120С
Применяют для измерения температуры воздуха, жидкости, смеси, подшипников.
Реостатные (потенциометрические) датчики.
каркас из изолированного материала; 2 – провод намотки; 3 – ползун.
Реостатная схема
Потенциометрологический датчик в автомобильном баке
Величину тока нагрузки I определим из теоремы об эквивалентном генераторе
хх – холостой ход
Ri – внутреннее сопротивление источника
пусть R = kh, Rx=kx
, при Rн>>Rд = R(Rx) => при Rн>>10Rд
Для получения регрессивной характеристики реостатные датчики включают по мостовой схеме и реостат со средней точкой
Потенциометры со средней точкой.
Достоинства: высокая мощность выходного сигнала, может работать на постоянном и переменном токе, простота и надежность.
Недостатки: результат зависит от температуры окружающей среды, ступенчатость изменения выходного тока, связанный с кратковременном разрывом цепи при переходе ползунка с одного витка на другой, значительные усилия для перемещения ползунка.
Для измерения уровня, давления в ограничителях, грузоподъемниках, кранах в качестве датчика вал двигателя (реостат обратной связи).
Индуктивные датчики.
В них измеряемая величина преобразуется в изменение индуктивности. Бывают двух типов:
Замкнутая магнитная цепь:
Плунжерного типа:
1 – сердечник с проволокой (катушка n витков); 2 – якорь; 3 – деталь; 4 – катушка; 5 – плунжер; 6 – противодействующая пружина.
Rk<<wL =>
Rk – активное сопротивление магнитопровода
- задан. Т.к. >>Rk
=>
при бесконечность, L0, Iбеск.
Rн≠0, I≠0
Недостатки: 1) Нелинейная статическая характеристика, не проходит через 0, не рверсивна (ток не меняет своего направления на противоположное при изменении перемещения). 2) Ток протекающий по катушки зависит от частоты и напряжения источника и внешней температуры. 3) Мал диапазон измерений.
Применяют для измерения деформации, прогибов, в качестве бесконтактных счетчиков и конечных выключателей. Бесконтактный конечный выключатель БК
Счетчик: