11)Измерение неэлектрических величин

При контроле технологических процессов приходиться производить измерения различных неэлектрических величин. Электрические приборы для измерения неэлектрических величин отличается от подобных приборов для измерения электрических величин тем, что они обязательно содержат измерительный преобразователь неэлектрической величины в электрическую, которая измеряется.

Измерительный преобразователь неэлектрической величины в электрическую устанавливает однозначную функциональную зависимость выходной электрической величины от входной измеряемой неэлектрической величины.

12)Структурные схемы приборов для измерения неэлектрических величин

Прибор прямого преобразования

ПНЭ

ЭИП

X Y

Прибор с дифференциальным преобразователем

ЭИП

СМ

ПД

X=X₀+X Y₁=Y₀+Y Y=Y₁–Y₂=2Y

Y₂= Y₀ –Y

Особенность данной схемы заключается в наличии двух каналов преобразования и дифференциального звена, имеющего один вход и два выхода. При изменении входной величины Х относительно начального значения Х_о выходные величины звена ПД получают приращения с разными знаками относительно начального значения Y_o.

Прибор уравновешивающего преобразования

Х

СУ

ПНЭ

ЭИП

Х Y

X

ПЭН

_К

Особенность данной схемы заключается в наличии узла обратной связи (обращенные преобразователи)

13,14)Преобразователи неэлектрических величин в электрические (пнэ):

• генераторные;

• параметрические.

В параметрических преобразователях выходной величиной является параметр электрической цепи (R, L, M, C). При использовании параметрических преобразователей необходим дополнительный источник питания, энергия которого используется для образования выходного сигнала преобразователя.

Реостатные преобразователи R_вых = f (X_изм)

Для измерения линейных и угловых перемещений, уровней и др. величин, преобразованных в перемещение.

Тензопреобразователи (тензоэффект: изменение электрического сопротивления при деформации структуры)

По устройству:

• проволочные, фольговые и пленочные тензорезисторы;

• полупроводниковые тензисторы;

• полупроводниковые интегральные тензомодули.

Для измерения деформаций и величин, преобразованных в деформацию (усилий, моментов и др.)

Емкостные преобразователи С_вых = f (T)

По устройству:

1. с изменяющимся немагнитным зазором (а);

2. дифференциальные (б);

3. с изменяющейся диэлектрической проницаемостью среды (в).

Ионизационные преобразователи

(ионизация газа или люминесценция вещества под действием ионизирующего излучения)

По устройству:

3. ионизационные камеры (участки А и В);

4. газоразрядные счетчики (участки С, D).

Ионизирующие лучи: α, β, γ, рентгеновские, нейтронные.

Для измерения толщины изделий, плотности и т.д.

В генераторных преобразователях выходной величиной являются ЭДС или заряд, функционально связаны с измеряемой неэлектрической величиной.

Термопреобразователи R_вых = f (T)

По принципу использования:

3. без перегрева (измерение температуры среды)

4. перегревные (измерение скорости, плотности, состава среды и др.)

По устройству:

• проволочные (терморезисторы)

• полупроводниковые (термисторы, термодиоды, термотранзисторы)

для термистора

Индуктивные преобразователи L = f (X_изм)

По устройству:

6. с изменяющимся немагнитным зазором (а);

7. дифференциальные (б);

8. трансформаторные (в);

9. магнитоупругие (г).

П римеры приборов для измерения неэлектрических величин