2.2. Диапазон измеряемых значений (Максимальный входной сигнал)

Динамический диапазон внешних воздействий, который датчик может воспринять, называется диапазоном измеряемых значений (FS). Эта величина показывает максимально возможное значение входного сигнала, которое датчик может преобразовать в электрический сигнал, не выходя за пределы допустимых погрешностей. Для датчиков с очень широкой и нелинейной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) динамический диапазон внешних воздействий часто выражается в децибелах, которые являются логарифмической мерой отношений либо мощности, либо напряжений. Всегда необходимо помнить, что децибелы выражают не абсолютные значения, а только отношения величин. Сигналы отображенные в логарифмическом виде, имеют гораздо меньшие значения, чем исходные, что на практике в ряде случаев бывает очень удобно. Поскольку логарифмическая шкала является нелинейной, сигналы низкого уровня в ней представляются с большим разрешением, тогда как сигналы высокого уровня претерпевают большее сжатие. Другими словами, логарифмическая шкала для малых сигналов работает как микроскоп, а в случае больших сигналов — как телескоп. По определению децибел равен десяти логарифмам отношения мощности двух сигналов (см. таблицу 2.1), т.е.:

Исходя из этого можно утверждать, что децибел в двадцать раз превышает логарифмы отношений силы, тока и напряжений, т.е.:

34.Датчики температуры: способы измерения температуры.

Существует два основных метода измерения температуры: равновесный и прогнозируемый. В равновесном методе измерение температуры проводится, когда между измеряемой поверхностью и чувствительным элементом, находящимся в зонде, наступает тепловое равновесие, т.е. между датчиком и объектом измерения нет существенной разности температур. В методе прогнозирования в процессе проведения измерений тепловое равновесие не наступает, а значение текущей температуры определяется по скорости изменения температуры датчика.

Рассмотрим источники возможных ошибок при измерении температуры контактным способом. Одна из причин возникновения ошибок заключается в том, что датчик, как правило, соединяется не только с объектом, температуру которого он измеряет, но и с другими предметами. Другая причина кроется в использовании соединительных кабелей Чувствительный элемент, подсоединяемый к объекту с температурой Тв, обладает своей собственной температурой Ts. Для проведения точных измерений необходимо достичь состояния теплового равновесия, при котором эти две температуры станут практически равными. Один конец кабеля соединяется с зондом, а другой конец подвергается действию температуры окружающей среды T_o, которая может значительно отличаться от температуры объекта. Таким образом, соединительный кабель не только передает электрический сигнал датчика, но и часть тепла от элемента или к нему. тепловая схема, включающая в себя объект, датчик, окружающую среду и тепловые сопротивления r₁ и r₂, которые отображают способность вещества проводить тепловую энергию и определяются как величины, обратные коэффициентам теплопроводности.

Типовой контактный датчик температуры состоит из

1. Чувствительного элемента: материала, реагирующего на изменение его собственной температуры. Хороший элемент обладает низкой удельной теплоемкостью, малой массой, большой теплопроводностью, высокой и прогнозируемой чувствительностью

2. Контактов: проводящих пластинок или проводов, связывающих чувствительный элемент с внешней электронной схемой. Контакты должны обладать минимально возможными теплопроводностью и электрическим сопротивлением. Также они часто выполняют роль опорной конструкции.

3. Защитного корпуса: специальной оболочки или покрытия, физически разделяющего чувствительный элемент от окружающей среды. Хороший корпус имеет низкое тепловое сопротивление (высокую теплопроводность) и хорошие диэлектрические свойства.