- •Тема 4.1 Загальні відомості та класифікація перетворювачів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.2 Механічні пружні перетворювачі механічних величин План
- •1. Використання механічних пружніх перетворювачів
- •2. Перетворювачі механічних зусиль
- •3. Перетворювачі параметрів руху
- •4. Механічні пружні перетворювачі з частотним виходом
- •Тема 4.3 Резистивні перетворювачі механічних величин
- •1. Реостатні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола реостатних перетворювачів
- •3. Конструкції реостатних давачів
- •Тема 4.4 Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола тензорезистивних перетворювачів
- •3. Класифікація тензорезисторів
- •4. Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.5 п'єзоелектричні перетворювачі План
- •1. Загальні особливості п'єзоелектричних перетворювачів
- •2. Вимірювальні кола п'єзоелектричних перетворювачів
- •П'єзоелектричні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.6 Ємнісні перетворювачі План
- •1. Принцип дії та використання
- •2. Вимірювальні кола ємнісних перетворювачів
- •Ємнісні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.7 Електромагнітні перетворювачі План
- •1. Індуктивні перетворювачі
- •2. Вимірювальні кола. Індуктивних перетворювачів
- •3. Взаємоіндуктивні перетворювачі
- •4. Вимірювальні кола взаємоіндуктивних перетворювачів
- •5. Магнітопружні перетворювачі
- •6. Індукційні перетворювачі
- •Тема 4.8 Теплові перетворювачі
- •1. Фізичні основи
- •2. Термоелектричні та терморезистивні перетворювальні елементи
- •4. Термоелектричні та терморезистивні перетворювачі температури
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.9 Електрохімічні перетворювачі План
- •1. Фізико-хімічні властивості
- •Електрохімічні резистивні перетворювачі
- •Гальванічні перетворювачі рН-метрів
- •Електрокінетичні перетворювачі
- •Тема 4.10 Гальваномагнітні перетворювачі План
- •1. Основні гальваномагнітні ефекти
- •2. Магніторезистивні перетворювачі
- •Тема 4.11 Перетворювачі оптичного випромінювання
- •1. Основні властивості оптичного випромінювання
- •2. Джерела оптичного випромінювання
- •3. Приймачі оптичного випромінювання
- •Тема 4.12 Стан та перспективи розвитку первинних перетворювачів План
- •1. Первинні перетворювачі з уніфікованим вихідним сигналом
- •2. Перспективи розвитку сенсорної техніки
- •Тема 5.1 Загальні відомості про засоби та методи вимірювань неелектрич-них величин План
- •1. Особливості електричних методів вимірювань неелектричних величин
- •2. Структура засобів вимірювання неелектричних величин
- •3. Контактні та безконтактні методи вимірювань неелектричних величин
- •4. Переваги і недоліки електричних вимірювань неелектричних величин
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.2 Вимірювання геометричних розмірів План
- •1. Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2. Вимірювання товщини шару покриття
- •3. Вимірювання рівнів
- •4. Вимірювання відстаней між об'єктами
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.3 Вимірювання механічних зусиль План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання механічних напружень
- •3. Вимірювання механічних сил та тиску
- •4. Вимірювання крутних моментів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.4 Вимірювання параметрів руху твердих тіл План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання параметрів лінійного руху
- •3. Вимірювання параметрів вібрацій
- •4. Вимірювання параметрів обертового руху
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.5 Вимірювання витрат рідин та газів План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання витрат за перепадом тиску
- •3. Витратоміри сталого перепаду тиску
- •4. Об'ємні методи вимірювання витрат
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.6 Вимірювання температури План
- •1. Загальні відомості про вимірювання температури
- •2. Термометрія за допомогою терморезистивних перетворювачів
- •3. Термометрія за допомогою термоелектричних перетворювачів
- •4. Термометрія за випромінюванням тіла
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.7 Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •3. Аналіз складу газів
- •4. Вимірювання вологості
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.8 Вимірювання параметрів радіації План
- •1. Загальні відомості
- •2. Детектори радіації та їх застосування
- •3. Приклади реалізації детекторів радіації
- •Контрольні запитання:
3. Контактні та безконтактні методи вимірювань неелектричних величин
Всі методи вимірювань неелектричних величин можна розділити на контактні та безконтактні. При контактних методах вимірювань первинний перетворювач безпосередньо контактує з досліджуваним об'єктом. Ці методи порівняно нескладні у реалізації і забезпечують високу чутливість, а також можливість локалізації точки вимірювання в цьому місці технологічного процесу, яке, наприклад, є найінформативнішим. Необхідно, однак, відзначити, що при контактному методі спостерігається зворотна дія вимірювального перетворювача на параметри досліджуваного об'єкта, що може призвести до значних неточностей результату вимірювань. Крім цього, іноді є неможливим здійснити безпосередній контакт вимірювального перетворювача з досліджуваним об'єктом.
При безконтактних вимірюваннях первинний перетворювач безпосередньо не контактує з досліджуваним об'єктом і не впливає на його параметри. Однак на результати вимірювань в даному випадку значно впливає довкілля, яке відділяє досліджуваний об'єкт від первинного перетворювача.
4. Переваги і недоліки електричних вимірювань неелектричних величин
Незалежно від того, контактний чи безконтактний метод вимірювань використовують для вимірювань неелектричних величин, як вже відзначалося, перевага надається саме електричним вимірюванням неелектричних величин, до основних переваг яких належать:
- універсальність, яка полягає в можливості вимірювань декількох чи навіть великої кількості неелектричних величин (при використанні відповідних первинних вимірювальних перетворювачів та комутатора) за допомогою одного електричного вимірювального засобу;
- простота автоматизації вимірювань внаслідок того, що електричні кола можуть виконувати логічні операції;
- можливість забезпечення високої чутливості, необхідної точності та швидкодії, обумовлена гнучкістю їх структур та простотою підсилення електричних сигналів;
- дистанційність, що полягає в можливості вимірювань параметрів досліджуваних об'єктів практично на будь-якій від них відстані завдяки можливості передачі електричних сигналів через проводи лінії зв'язку чи через випромінювання електромагнітних хвиль.
Особливості вимірювань неелектричних величин електричними засобами зумовлюють не лише переваги таких вимірювань, їм властиві також певні недоліки. Серед них - похибки первинних перетворювачів, пов'язані з проблемами перетворення одного виду енергії (неелектричної) в інший (електричну). Серед них, насамперед, похибки невідтворюваності та нестабільності функції перетворення первинного перетворювача, її нелінійність. Треба мати на увазі, що серед всіх решти похибок вимірювального тракту похибки первинних перетворювачів домінують.
Реалізація такої переваги електричних засобів, як дистанційність, тобто віддаленість первинного перетворювача від вторинної вимірювальної апаратури, супроводжується похибками лінії зв'язку, головною з яких є вплив опору лінії та його зміна під впливом зовнішніх чинників, що впливає на передачу вихідних сигналів первинного перетворювача як прямо, змінюючи сумарний опір вимірювального кола, так і непрямо, зменшуючи завадостійкість тракту перетворення. Остання обставина особливо ускладнює перетворення сигналів низького рівня, якими є переважна більшість вихідних сигналів генераторних первинних перетворювачів неелектричних величин в електричні.
Точність перетворення електричних сигналів низького рівня обмежується також наявністю внутрішніх завад, що виникають у вимірювальних колах внаслідок різноманітних паразитних контактних термо - ЕРС та шумів (зокрема, інфранизькочастотних) підсилювальних пристроїв, необхідних для збільшення рівня вихідних сигналів первинних перетворювачів до значень, достатніх для забезпечення необхідної точності вимірювання. Під час роботи з параметричними перетворювачами, які вимагають для отримання вимірювальної інформації додаткових джерел електричної енергії, можна, використовуючи ці джерела енергії, суттєво збільшити вихідні електричні сигнали первинних перетворювачів і ослабити вплив зовнішніх чинників на результати вимірювань.