1 Тензорезисторы не могут градуироваться индивидуально, так как яв­ляются элементами однократного использования.

В индуктивных преобразователях плоская мембрана из стали или пермаллоя прогибается под действием измеряемого давления, изменяя величину воздушного зазора между ней и магнитопроводом с катушкой. Это приводит к изменению маг­нитного сопротивления, а следовательно, магнитной индукции преобразователя и его индуктивности [46].

Емкостные преобразователи основаны на изменении электри­ческой емкости между подвижным электродом в виде упругого элемента (плоской мембраны) и неподвижным электродом под действием измеряемого давления [46].

Индуктивность и емкость на выходе этих преобразователей может быть измерена в аналоговой или цифровой форме. Пос­ледняя имеет ряд существенных преимуществ: высокую точ­ность измерительных приборов, помехоустойчивость, значитель­ную выходную мощность и т. д. ([45], гл. 9). С целью получения частотного сигнала на выходе емкостный или индуктивный пре образователи могут быть включены в цепь колебательного кон тура электронного генератора [45]. Добротность электрических колебательных контуров невелика (3—100).

Для преобразования давления в частотный сигнал целесооб­разнее использовать механические колебательные системы, доб­ротность которых достигает десятков тысяч. Такие колебатель­ные системы могут быть созданы с помощью струны, плоской или цилиндрической трубки и других элементов. Частота коле­баний струны, соединенной с мембраной, или тонкостенной трубки определяется напряженностью упругого элемента, т. е. давлением, которое воздействует на мембрану или трубку. Для возбуждения колебаний частотных датчиков и преобразования механических колебаний в выходной электрический сигнал не­обходимы специальные устройства — возбудители и приемники колебаний, которые часто совмещаются в одном устройстве, называемом обратимым преобразователем. Для создания в частотном преобразователе автоколебаний образуют замкну­тую систему, в которую, кроме преобразователя и устройств возбуждения и приема колебаний, входит электронный усили­тель. Такая замкнутая система называется генератором автоко­лебаний. Выходная частота генератора определяется резонанс­ной частотой колебательной системы измерительного преобразо­вателя (струны или трубки). Схемы некоторых частотных преобразователей давления приведены на рис. 4-3.

Трубчатая колебательная система образована плоской труб­кой 2, укрепленной в корпусе 1 консольно (рис. 4—3,а). При изменении измеряемого избыточного давления внутри трубки будет меняться частота f собственных колебаний консольной трубки длиной I. При соответствующем подборе размеров си­стемы можно получить практически линейную характеристику зависимости частоты от давления. В качестве возбудителя и приемника (обратимого электромеханического преобразова­теля) применена поляризованная электромагнитная система 3 и 4.

Другая разновидность частотного преобразователя давления показана на рис. 4-3, б. Здесь измеряемое давление воспринима­ется тонкостенной трубкой / цилиндрической формы. Непрерыв­ные колебания трубки возбуждаются двумя взаимно-перпендп­кулярными электромагнитами 2, связанными усилителем 3, с ча- стотой

где fo — частота колебаний при Р=0; Р₀ — постоянная величина, имеющая размерность давления.

Частотный сигнал с рассмотренных преобразователей посту­пает в измерительное устройство типа электронного цифрового частотомера, шкала которого градуируется в значениях изме­ряемого давления.

Рис. 4-3

До сих пор рассматривались приборы, построенные по ме­тоду прямого измерения давления. Их широкое распростране­ние обусловлено простотой, надежностью и малой стоимостью. [Однако точность таких приборов во многом определяется по­грешностями первичного преобразователя давления, упругого Рлемента, которые не могут быть ниже определенного предела.

.Повысить точность измерения давлений удается путем по­строения манометров по методу уравновешивающего преобразо­вания. Рассмотрим некоторые из них.

I Цифровой сильфонный манометр, построенный по методу шРавновешивания с помощью электросилового компенсацион­ного устройства, представлен на рис. 4-4. Прибор состоит из ратчика и измерительного устройства. Усилие F_x, возникающее | сильфоне под действием измеряемого давления Р_х, вызывает ■«значительное перемещение подвижного элемента магнито-

электрического обратного преобразователя ОП. С ним жестко связана подвижная пластина емкостного индикатора рассогласо­вания ИР, который включен в мостовую цепь с напряжением пи­тания £/~. Возникающее при перемещении подвижной верхней пластины ОП напряжение разбаланса мостовой цепи ALL, уси­ливается электронным усилителем и выпрямляется фазочув-ствительным демодулятором ФЧД. Постоянное напряжение AU^ в широтно-импульсном модуляторе ШИМ преобразуется в про­порциональное ему значение ширины импульсов t. С помощью ключа К отрезки времени заполняются стабильной частотой f₀ от задающего кварцевого генератора Г. Число импульсов ча-

Рис. 4-4

стоты /о пропорционально Р_х и подсчитывается в счетчике С (цифровой выходной сигнал).

На основе стабилизатора опорного тока СТ /₀ в ключе К осуществляется преобразование частоты в средний ток /р, по­ступающий в уравновешивающий обратный магнитоэлектриче­ский преобразователь ОП [45]. Ток /р, взаимодействуя с магнит­ным полем постоянного магнита, создает усилие fp, уравнове­шивающее усилие F_x- Изменение постоянного тока /р может служить аналоговым выходным сигналом.

Основная приведенная погрешность цифрового манометра ±0,2%. Прибор может работать в диапазоне температур от 10 до 40 °С. Температурная погрешность манометра не более 0,1 % на 10 °С.

Дифманометры сильфонные типа ДС-Э и ДС-П, входящие в систему ГСП, также построены по методу силовой компенса­ции. Схема преобразователя перепада давлений в стандартнын сигнал типа ДС-Э приведена на рис. 4-5. Под действием изме­ряемого перепада давлений на чувствительном элементе 1 воз­никает усилие, пропорциональное измеряемому перепаду, кото­рое через систему рычагов 2, 4, 3 воздействует на индикатор рассогласования 5. Сигнал с последнего через усилитель 6 посту­пает в устройство обратной связи 7 (состоящее из магнито­электрического преобразователя, подвижная часть которого свя­зана с системой рычагов 3, 4 и 2) и одновременно в линию ди­станционной передачи выходного стандартного сигнала. Усилие, развиваемое в устройстве обратной связи, увеличивается до тех пор, ^{пока не} наступит баланс воздействующих на рычаги сил. Выходной сигнал изменяется в пределах 0—5 мА. Основная приведенная пбгрешность датчиков составляет ±(0,6—1)%.

В отличие от рассмотренных дифманометров датчики типа ДС-ЭР предназначены для измерения расхода. Дифманометры-•расходомеры снабжены квадратичными преобразо­вателями, дающими выход­ной сигнал постоянного то-Ца 0—5 мА, пропорциональ­ный величине измеряемого расхода.