- •Пермский государственный технический университет
- •Пермь 2004
- •Метрология. Основные понятия. (гост 16263-70)
- •Виды измерений.
- •Методы измерений.
- •Технические средства измерений.
- •Датчики физических величин.
- •Классификация датчиков.
- •1. Датчики:
- •Датчик, его метрологические характеристики.
- •Требования к датчикам.
- •Принципы развития датчиков.
- •Резистивные датчики.
- •Существует две схемы включения
- •Тензорезисторы.
- •Конструкция проволочного тензорезистора.
- •Тонкая фольга высокоомного сплава наносится
- •Конструкция пленочного тензорезистора.
- •Погрешности.
- •Градуировка тензодатчиков.
- •Схемы включения тензодатчиков.
- •Датчики давления.
- •Индуктивные датчики
- •4. Погрешность индуктивного датчика
- •Трансформаторные датчики.
- •Индукционные измерительные преобразователи.
- •Пьезоэлектрические преобразователи .
- •Магнитоупругие преобразователи (параметрические ).
- •Цифровые измерительные преобразователи. (ацп)
- •Преобразователи угла с электрической редукцией (редуктосины).
- •Частотные датчики.
- •2. Расходомер со сносом метки.
- •2.Ультразвуковой уровнемер.
- •Емкостные датчики
- •Измерение температуры.
- •Датчики расширения.
- •Терморезисторы .
- •Полупроводниковые терморезисторы.
- •Схемы включения
- •Автоматический уравновешивающий мост (мс-01).
- •Термопары.
- •Конструкции промышленных термопар.
- •Скоростная термопара.
- •Характеристики термопар и погрешности.
- •Автоматический компенсатор ( автоматический потенциометр пс – 01).
- •Пирометры.
- •Радиационные пирометры (рапир).
- •Яркостные пирометры.
- •1) Яркостный пирометр с исчезающей нитью(оппир).
- •2) Яркостный пирометр с оптическим клином.
- •Цветовые пирометры.
- •Измерение давления.
- •А) Жидкостные манометры.
- •Б) Манометры с упругими преобразователями.
- •Измерение уровней (жидкости в резервуаре, сыпучих веществ).
- •Поплавковый датчик уровня с постоянным погружением.
- •Поплавковый датчик уровня переменного погружения (буйковый датчик).
- •Гидростатические уровнемеры
- •Электрические уровнемеры
- •Измерение уровня сыпучести
- •Измерение параметров движения
- •Измерение пути
- •Измерение скорости
- •Тахогенератор постоянного тока
- •Асинхронный тахогенератор
- •Синхронный тахогенератор
- •Частотные датчики скорости
- •П ростейший датчик
- •Фотоэлектрический датчик
- •Индукционный бесконтактный датчик дчв-2500
- •Стробоскопический способ измерения скорости
- •Измерение постоянных ускорений
- •Измерение переменных ускорений (вибраций)
- •Измерение механических усилий.
- •Датчик для измерения линейных моментов.
- •Измерение крутящих моментов
- •Бесконтактный оптический датчик:
- •Фазоимпульсный датчик момента
- •Индуктивный торсиометр
- •Измерение угловых и линейных размеров
- •Реостатный датчик
- •Индуктивный датчик
- •4. Линейная схема включения лвт.
- •5. Сельсин
- •Измерение состава и концентрации вещества по электропроводности.
- •1.Кондуктометрический преобразователь для измерения концентрации соли.
- •2.Потенциалометр – прибор для измерения активности (концентрации) водородных ионов.
- •3.Кулонометрический преобразователь для измерения влажности газов.
- •4.Полярографический преобразователь для исследования состава раствора.
- •Литература по курсу
2. Расходомер со сносом метки.
Метка создаст неоднородность.
Труба постоянного сечения . Расход будет определяться скоростью интегрирующего датчика.
Развертывающие.
1.датчик перемещения
Входная величина- перемещение подвижной щетки. Скорость вращения постоянна, а путь меняется.
Если щетка в начале, то импульсы короткие, так как маленькая ширина проводящего участка
1 – Барабан
2 – подвижная щетка
2.Ультразвуковой уровнемер.
.
1-Источник
2-Приемник
Время прохождения от источника до приемника определяется уровнем жидкости. Чем выше уровень, тем больше время. Отражение от границы сред ультразвуком.
Выходная величина – время.
Емкостные датчики
Емкостные датчики - это параметрические датчики, где выходная величина изменение емкости.
Емкость образуется двумя металлическими обкладками, между которыми размещен диэлектрик.
Изменяя одну из величин получим изменение С.
S – площадь перекрытия пластин.
δ – зазор между пластинами.
ε0=8.85*10-12 Ф/м
и зменяем S
.
Емкостный датчик угла поворота имеет неподвижный блок и подвижный блок - пластину. Характеристика линейная. Вид характеристики определяется формой блока подвижных пластин и необходимо определить функциональную зависимость.
Дифференциальный емкостной датчик.
Изменяем δ.
Пластины перемещаются параллельно. Характеристика нелинейная, так как δ в знаменателе.
3) Изменение εr (диэлектрическая проницаемость среды).
В зазор между пластинами вводится диэлектрик, => емкость конденсатора меняется . Характеристика является линейной. Для нелинейной характеристики применяют пластины сложной формы.
Р азновидностью плоского датчика является датчик уровня жидкости:
жидкость диэлектрическая (бензин, керосин, масло). В резервуар опускается конденсатор С между обкладками => С=С1+С2; ; С2=ε0εr2Вh/δ
С будет зависеть от уровня h.
Схема включения емкостных датчиков.
1)Включение в схему RC-генератора с частотно-зависимой цепью.
2)Включение в резонансный контур.
А мплитудная характеристика колебательного контура LC, где наблюдается резонанс токов.
Г енератор выдает колебания определенной частоты и при изменении емкости будет меняться Uвых (fг=const). Если резонансный контур будет включен в схему генератора, то с увеличением емкости будет падать f.
А и В – рабочие точки.
3) Включение в мостовую схему.
1- экранированный провод
4) Метод биений
Изменяя Сэ добиваемся на выходе «0».
f1 = f2; Cх = Сэ
Если СХ дифференциальная емкость, то
5)
С1 = С0 + ∆С;
С2 = С0 - ∆С;
Uвых =
6)