1.12 Саясаты жєне процедуралары
«Өлшеу, бақылау және сынау әдістері мен құралдары» пєнін оқу кезінде келесі ережелерді саќтау керек:
1. Сабаќќа кешікпеу.
2. Сабаќты орынды себепсіз босатпау, ауырѓан жаѓдайда – аныќтама қағазын, басќа жаѓдайларда т‰сіндірме хатты ±сыну.
3. Оќу процесіне белсене ќатысу
4. Студенттермен жєне оќытушылармен шыдамды, ашыќ, ќалтықсыз жєне тілектес қарым қатынаста болу.
1.13 Пәннің оқу-әдістемелік қамтамасыздандырылуы
|
Автордыњ аты-жµні |
Оќу-єдістемелік єдебиеттердіњ атауы |
Баспасы, шыќќан жылы |
Даналар саны | |
|
кітапханада |
кафедрада | |||
|
Негізгі әдебиеттер | ||||
|
Е.Г. Шрамков |
Электрические измерения |
М.,ВШ,1972-520с |
4 |
1 |
|
Е.М. Душин |
Основы метрологии электрические измерения |
Л.: Энергоатомиздат ,1987-480с. |
5 |
1 |
|
Н.Н. Евтихеев |
Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. |
–М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с |
2 |
1 |
|
В.В.Юрченко |
Аналоговые измерительные приборы. Учебное пособие |
Караганда, КарГТУ, 2004 г. |
15 |
5 |
|
Қосымша әдебиет | ||||
|
В.П. Преображенский |
Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для ВУЗов. |
-М., Энергоатомиздат, 1978, 704 с. |
5 |
1 |
2 Пєн бойынша тапсырмаларды орындау жєне тапсыру кестесі
|
Тексеру түрі |
Тапсырманың мазмұны мен мақсаты |
Қолданылатын әдебиеттер |
Орындау ұзақтығы |
Тексеру формасы |
Тапсыру мерзімі |
|
Зертханалық жұмыстарды қорғау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
1 – 4 апта |
Ағымды |
4 апта |
|
Практикалық сабақтарды босатпау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
1 – 4 апта |
Ағымды |
5 неделя |
|
Аттестациялықмодуль № 1 |
|
|
5 апта |
Межелік |
9 апта |
|
Зертханалық жұмыстарды қорғау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
5 – 9 апта |
Ағымды |
9 апта |
|
Практикалық сабақтарды босатпау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
5 – 9 апта |
Ағымды |
9 апта |
|
Аттестациялықмодуль № 2 |
|
|
9 апта |
Межелік |
15 апта |
|
Зертханалық жұмыстарды қорғау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
10 –15 апта |
Ағымды |
15 апта |
|
Практикалық сабақтарды босатпау |
Тақырыптар бойынша материалдарды игеру |
Әрбір бөлімнің соңын қараңыз |
10 – 15 апта |
Ағымды |
14 апта |
|
Аттестациялықмодуль № 3 |
|
|
14 апта |
Межелік |
4 апта |
3 Дәрістер конспектісі
Тақырып 1 Өлшеу құралдарын анықтау және жіктеу
Дәріс жоспары
1 Өлшеу құралдарын (ӨҚ) анықтау және жіктеу.
2 Өлшеу құралдарының сипаттамасы.
Кез-келген өндірісте технологиялық үрдісті барлық қазіргі заманғы автоматтандырылған жүйелерін басқару, құру, енгізу және жұмыс істеу өлшеусіз және өлшеу құрылғысынсыз мүмкін емес. Өндіріске қазіргі заманғы ТҮБАЖ енгізу қымбат болғанымен шикізат үнемдеуге және өндірістің қызметкерлеріне дұрыс және тез шешім қабылдауына уақыт үнемдеуге мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы ТҮБАЖ технологиялық үрдістерімен көбінесе өлшеу құрылғыларынан (датчиктерден), орындау механизмдерінен, ақпаратты қабылдау-беру құрылғыларынан (телемеханика) және есептеу-басқару кешенінен тұрады.
Осы заманғы Pentium типті компьютерлер тікелей технологиялық датчиктерден ақпаратты жинауға және атқарушы механизмдерді басқаруға мүмкіндігі жоқ. Ол үшін компьютерге арнайы байланыс құрылғысын орнату керек.
Барлық аталғандардың ішінен, сенімсіз жұмыс және қажетті датчиктердің жоқтығы әлсіз түйіні болып келеді.
Бұл пән датчиктердің түрін, типін және өлшеу әдістерін, өндірісте қолдануын, метрологиялық және ғылыми өлшеудегі қолдануын оқытады.
Өлшеу – ол арнайы техникалық құрылғылар көмегімен тәжірибелі түрде физикалық шаманың мәнін табу.
Физикалық шаманың мәні – бұл физикалық объектінің немесе физикалық жүйелердің қасиеттерінің сандық сипаттамасы және оларда болып жатқан үрдістер (ұзындығы, массасы, уақыты, газдар қысымы және т.б.).
Кіріс шамасы - өзгеріске жататын физикалық шама.
Өлшеулер жалпы қабылданған өлшем бірліктерде жүргізіледі. Өлшеу өлшем бірлігіне қабылданған шаманың белгісін сол бірліктің өлшемі деп аталады.
Физикалық шаманың бірлігінің өлшемі уақытқа тұрақты және сыртқы әсерлерден тәуелсіз болатындай материалдануы керек. Кейбір физикалық шамалар арнайы өлшеу құралдарында материалданады – эталондар және мөлшерлер. Ол килограмм, метр, секунд. Тағы, ӨЖ жүйесінде келесі негізгі бірліктер бар: ампер, жарық күші канделл, температура Кельвин, зат мөлшері – моль.
Салыстыру жүргізуге мүмкіндік болмаса, онда өлшенетін басқа физикалық мөлшерге ауысады. Мысалы, термометр көрсеткіштері, онда физикалық денелердің сызықтық өлшемдері температурадан байланыстығы қолданылады.
Өлшеу құралдары деп нормаланған метрологиялық қасиеті бар және өлшеуде қолданылатын техникалық құралдарды айтады.
Өлшеу құралдарының келесі түрлері бар:
мөлшерлер;
өлшеу құрылғылары;
өлшеу түрлендіргіштері;
өлшеу қондырғылары;
өлшеу жүйелері.
Мөлшер деп берілген өлшемдегі физикалық шаманы көрсетуге арналған өлшеу құралдары.
Мөлшерлерді бірмәнді, көпмәнді және жиынды деп бөледі
Бірмәнді мөлшерлерге жататындар – гирлер, метр, тұрақты сыйымдылықты конденсаторлар, индуктивтілікті катушкалар (дроссельдер), резисторлар және т.б.
Көпмәнді мөлшерлерге жататындар – айнымалы сыйымдылықты конденасторлар, бөлімдерімен сызғыш және т.б.
Жиынды мөлшерлерге жататындар – кедергі магазиндері, сыйымдылық және индуктивтілік.
Өлшеу құрылғы – бұл өлшенетін ақпараттың сигналын өңдеу үшін арналған өлшеу құралдары, яғни, бақылаушының қабылдауына ыңғайлы формадағы өлшем мөлшерінің мәні туралы ақпарат.
Өлшеу құрылғыларын келесі белгілері бойынша бөледі:
аналогты және санды;
көрсететін және тіркейтін;
өлшенген шаманың түрі бойынша (амперметрдің, вольтметрдің және т.б.);
қолдану түрі бойынша: стационарлы және көшірілетін;
қорғау дәрежесі бойынша: кәдімгі, шаң-ылғалдан қорғанышты, шашрандыдан қорғанышты, герметикалық, жарылыстан қорғанышты.
Өлшеу түрлендіргіштері – ол ыңғайлы түрдегі өлшем ақпараттың сигналын беру үшін, келешекте түрлендіру, өңдеу және сақтау үшін арналған өлшеу құрылғылары.
Өлшеу түрлендіргіштерін олардың тағайындалуы мен функциясына байланысты бөледі:
алғашқы;
аралықты;
жеткізуші;
масштабты.
Алғашқы түрлендіргіш деп өлшеуіш тізбектегі өлшенген шама бірінші келетін түрлендіргішті айтады. Ол тоқ, температура және т.б, датчиктері болу мүмкін.
Аралық түрлендіргіш деп өлшеу тізбегіндегі алғашқыдан кейінгі орынды алатын өлшеу түрлендіргіш. Ол тоқ, кернеудің қосымша трансформаторлары болу мүмкін.
Беруші өлшеу түрлендіргіші деп өлшеу ақпаратының дистанционды белгіні беріге арналған өлшеуіш түрлендіргіш.
Масштабты өлшеу түрлендіргіші деп берілген сан рет шаманы өлшеуге арналған өлшеуіш түрлендіргіш. Ол кернеуді бөлгіш, тоқты өлшеу трансформаторы, өлшеу күшейткіштері.
Түрлендіргіштер кіретін шамалар түрлену сипатына байланысты бөлінеді:
электр шамаларын электрлікке түрлендіргіштер;
электр емес шамаларын электрлікке түрлендіргіштер;
магниттік шамаларын электрлікке түрлендіргіштер;
электр шамаларын электр емеске түрлендіргіштер.
Өлшеу жүйесі – бірнеше қайнар көздер қатарынан автоматты түрде өлшеу ақпаратты алу үшін бір-бірімен байланыс каналдары арқылы қосылған көмекші құрылғылар мен өлшеу құрылғыларының жиыны.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. Физикалық шаманың мәні дегеніміз не?
2. Өлшеу құралы дегеніміз не?
3. Өлшеу дегеніміз не?
4. ӨҚ қандай сипаттамаларын білесіз?
5. ӨҚ бірегей түрі дегеніміз не?
6. Үлгілік ӨҚ дегеніміз не?
7. Өлшеудің қандай түрлерін білесіз?
8. Қателік дегеніміз не?
9. Абсолютті қателік дегеніміз не?
10. Салыстырмалы қателік дегеніміз не?
11. Келтірілген қателік дегеніміз не?
12. Тағы басқа қандай қателік түрлері бар?
Тақырып 2 Өлшеу бірлігін қамтамасыз ететін мемлекеттік жүйе
Дәріс жоспары
1 Тексеру
2 Эталондар
3 Өлшеуді жіктеу
4 Шамамен өлшеу әдісі
Өлшеу бірлігі - әртүрлі өлшеу құрылғылары көмегімен, әртүрлі уақытта, әртүрлі жерде орындалған өлшеу қорытындыларын салыстыруды қамтамасыз ететін қажетті жағдай.
Өлшеу бірлігі өлшеуді жүргізудің дұрыс әдісімен және бірдей өлшеу құрылғыларымен қамтамасыздандырылады.
Өлшеу құрылғыларының бірдей түрлілігі – бұл олардың заңдалған бірлігінде градуирленген, ал олардың метрологиялық қасиеттері қалыпқа сай болған жағдайы.
Мемлекет масштабында өлшеу бірлігін қамтамасыз ету үшін мемлекеттік стандартпен басқарылатын метрологиялық қызмет құрылған.
Барлық қолданылатын өлшеу құрылғылары берілген уақытта периодты тексеріс өтеді.
Өлшеу құрылғыларының тексерісі деп метрологиялық органдардың өлшеу құрылғыларының қателігін анықтауды және олардың қолданысқа жарамдылығын анықтауды айтады.
Өлшеу құрылғыларының тексерісі эталон бірлігінің өлшемін жұмыстағы өлшеу құрылғыларына берілетін көпсатылы тізбектің бір бөлігі ғана болып табылады.
Өлшеу құрылғыларының тексерісі көп жағдайда оның көрсеткіштерін одан нақты өлшеу құрылғылардың көрсеткіштерінен айыруымен жүзеге асырылады.
Тексерістің басқа әдісі – элементтелген. Бұл жағдайда өлшеу құрылғыларының қателігі жекелеген элементтердің қателіктерімен анықталады. Барлық жағдайда өлшеу құрылғыларын өлшеуге арналған өлшемдер (шама), өлшеу құралдары және өлшеу түрлендіргіштері, басқа үлгілі өлшеу құрылғылары деп аталады.
Метрологиялық қабылдауға байланысты барлық өлшеу құрылғылары эталондарға, үлгілерге және жұмысты өлшеу құралдарына бөлінеді.
Эталондар бірлік, екілік және арнайы болып бөлінеді.
Бірлік эталон ең жоғарғы нақтылықпен бірліктерді қайта қалыптастыруға арналған.
Екілік эталондар тексеріс жұмыстарын ұйымдастыру үшін және бірлік эталондарды сақтауды қамтамасыз ету үшін жасалады.
Арнайы эталон бірлік эталон қолданбайтын ерекше жағдайда бірліктерді қайта қалыптастыру үшін арналған.
Екілік эталондар куәгер эталоны, көшірме эталоны, салыстыру эталоны, қызметші эталондары болып бөлінеді.
Куәгер эталоны мемлекеттік эталонның сақталуын тексеру үшін және оларды түзеуші немесе жоғалғанда ауыстыру үшін арналған.
Салыстыру эталоны бір-бірімен сіңісе алмайтын эталондарды сіңістіру үшін арналған.
Қызмет эталоны жоғарғы нақтылықты үлгілі өлшеу құралдарына бірлік өлшемін беру үшін арналған.
Үлгілі өлшеу құрылғылары бірлік өлшемдерін эталоннан қызмет өлшеу құрылғыларына беруге арналған.
Нақтылық деңгейіне байланысты үлгілі өлшеу құрылғылары разрядтарға бөлінеді.
Қызмет өлшеу құрылғылары нақтылық жағынан төмен болады.
Эталоннан қызмет өлшеу құрылғыларына өлшеу бірліктерінің берілуінің принциптері мен ережелері тексеріс сұлбалары деп аталатын арнайы метрологиялық құжаттарда тәртіп бойынша белгіленеді.
Тексеріс кезінде маңызды сұрақтардың бірі өлшеу қателіктерінің қатынасын таңдау болып табылады.
Тәжірибе жүзінде жиі мына қатынастарды қолданады: 1:5, 1:4 және 1:3.
Егер үлгілі құралды нақтылық класына байланысты таңдаса, онда өлшеу шектерін тексеріс құралдарымен келістіру керек. Үлгілі құралдың өлшеу шегі тексерілетін өлшеу шегіне тең немесе одан аз жоғары болуы тиіс.
Өлшеумен, олардың бірлігін енгізу әдістерімен немесе қамтамасыздандыру құрылғыларымен метрология ғылымы айналысады.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. Тексеру дегеніміз не?
2. Эталон дегеніміз не?
3. Өлшеудің қандай түрлері болады?
4. Өлшеумен салыстырудың қандай әдістері бар?
5. Салыстырудың қандай әдістері бар?
Тақырып 3 Электрлік шамаларды өлшеу
Дәріс жоспары
1 Аналогты ӨМ (өлшеу механизмдері)
2 Магнитоэлектрлік ӨМ
3 Электромагниттік ӨМ
4 Электродинамикалық ӨМ
5 Ферродинамикалық ӨМ
6 Электростатикалық ӨМ
7 Индукциялық ӨМ
Аналогты өлшеу құралдары (АӨҚ) – бұл өлшенетін шамалардың үздіксіз функциялардың өзгерісін көрсететін құралдар.
Аналогты өлшеу құралдары өндірісте және ғылыми зерттеу жұмыстарында кеңінен қолданылады. Олардың көптеген артықшылықтары бар: қарапайымдылығы, арзандылығы және аналогты сигналдардың жоғары ақпараттылығы.
Аналогты өлшеу құралдарының кемшіліктері – ол тез жұмыс істеу қабілетін және бөгеттұрақтылығын төмендететін жылжымалы инерционды бөлшектердің бар болуы.
Аналогты өлшеу құралдарының құрылымдық схемасы 5.1 суретте көрсетілген:
Х
Ү α L
Сурет 5.1 - Аналогты өлшеу құралдарының құрылымдық схемасы
Өлшеу түрлендіргіші (ИП) – Х кіріс сигналын өлшеу маханизміне ӨМ әсер ететін Ү электр шамасына түрлендіру үшін арналған.
Өлшеу механизмінде электр энергиясы орын ауыстыру жылжымалы бөліктің механикалық энергиясына түрленеді. Аналогты құралдардың көбінде орын ауыстыру жылжымалы бөлік жылжымалы оське қатысты α бұрышының бұрылысынан тұрады.
Есептеу құрылғысы (ОУ) көрсеткіш пен шкаладан тұрады. Ол жылжымалы бөліктің бұрыштық орын ауыстыруды көрсеткіштің орын ауыстыруына түрлендіреді. Мұнда көрсеткіш бөлімдерде немесе шкаланың миллиметрлерінде көрсетіледі. Осылайша АӨҚ сезімталдығы осы түйіндердің сезімталдығынан құралып, келесідей болады:
мұнда S1,S2,S3 – АӨҚ түйіндерінің сезімталдығы (ИП, ИМ, ОУ).
Жылжымалы бөлікті сағат тіліне бағыттас көрсеткіштердің өсуі – айналдырушы моментті оң деп есептейміз.
Жылжымалы бөліктің d бұрышына бұрылуында өлшеу механизмі келесі формула бойынша жұмыс істейді:
dА өрісінің механикалық жұмыс күші dWэм магнит немесе электр өрістерінің энергиясының өзгеруіне тең болады.
Осыдан өлшеу механизмінің Мвр айналдыру моменті келесідей болады:
Айналдырушы моменті өлшеу механизмінің жалжымалы бөлігін кері әсер етуші Мпр моментіне тең болғанға дейін айналдырады. Кері әсер етуші моменті айналдырушы моментіне кері бағытталған және α бұрылу бұрышынан тәуелді.
Кері әсер етуші моментін тудырушы әдісте механикалық кері әсер етуші моменті мен электрлік кері әсер етуші моментті (логометр) құралдарын айырады.
Кері әсер етуші моменті Мпр бірінші құралдар тобында серпінді элементтірдің көмегімен жасалынады: спиральды пружиналар, жылжымалы бөліктің бұрылысында айналатын созылмалар мен ілгіштер. Осыдан кері әсер етуші Мпр момент келесідей:
мұнда W – меншікті кері әсер етуші момент;
α – рамканың бұрылыс бұрышы.
Логометрлерде кері әсер етуші моменті айналдырушы моменті сияқты әдіспен жасалынады.
Айналдырушы моментті жасаудың негізі салынған физикалық құбылыстарға байланысты аналогты өлшеу құралдары келесі жүйелерге бөлінед:
магнитэлектрлік;
электрмагниттік;
электрдинамикалық;
ферродинамикалық;
электростатикалық;
индукциялық.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. АӨА (АИП) дегеніміз не?
2. Магнитоэлектрлі ӨМ дегеніміз не?
3. Электромагнитті ӨМ дегеніміз не?
4. Электродинамикалық ӨМ дегеніміз не?
5. Ферродинамикалық ӨМ дегеніміз не?
6. Электростатикалық ӨМ дегеніміз не?
7. Индукциялық ӨМ дегеніміз не?
Тақырып 4 Магниттік шамаларды өлшеу
Дәріс жоспары
1 Магиттік өлшеу туралы жалпы мағлұматтар
2 Холл датчиктері
3 Гаусс түрлендіргіштері
Магнитті өлшеу өлшеу техниканың бір бөлігі болып табылады. ол магнитті өрістің мінездемесін анықтауда магнитті шаманы өлшеумен айналысады және мынадай материалдарды анықтауда:
магнитті материалдардың құрылымын ;
электромагнитті механизмдерді және магниттік ағын орналасуын ың пайда болуын қадағалайтын аспапты анықтауда;
электромагниттер мен тұрақты магниттерді бақылауда;
физикалық материалдарды оның магнитті мінездемесіне байланысты анықтау (магнитті дефектоскопия);
жердің және басқа планеталардың магнитті өрісін оқып үйрену;
Биологиялық объекттердің өрісін анықтауда келесі магниттік шамалар анықталады:
В-магнит индукция векторы, Тл
Ф- магнит индукция ағынының векторы, Вб
Н- магнит өрісінің кернеуі, А/м
Магнит индукция векторы В мен - магнит өрісінің кернеуі Н арасындағы байланыс:
мұндағы, - магнит өткізгіштігі;
0 = 410-7 магнит тұрақты;
Электромагнитті аспап екі бөліктен тұрды – магнит шаманы түрлендіретін өлшеу түрлендіргіш және өлшеу құрылғы. Шығу шама түрімен сәйкес келетін магнит шаманы өлшеу түрлендіргіштер үш топқа бөлінеді:
магнитэлектрлі;
электромеханикалық;
магнитооптикалық;
Магнит өлшеу аспабының аты физикалық шаманы өлшеу бірлігімен анықталады.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. Магнитоэлектрлік өлшеу аспабы дегеніміз не?
2. Қандай магниттік шамаларды білесіз?
3. Қандай магниттік өлшеуші түрлендіргіштерді білесіз?
4. Баллистикалық гальванометр дегеніміз не?
5. Фотогальванометрлік веберметр дегеніміз не?
6. Гаусс түрлендіргіші дегеніміз не?
7. Холл түрлендіргіші дегеніміз не?
Тақырып 5 Электрлік емес шамаларды түрлендіргіштер
Дәріс жоспары
1 Реостатты және тензорезисторлы түрлендіргіштер
2 Сыйымдылықты және пъезо-түрлендіргіштер
3 Индуктивті, трансформаторлы және индукциялық түрлендіргіштер
4 Магнитті серпімді, терморезисторлы және термоэлектрлі түрлендіргіштер
5 Фотоэлектрлі және ионизацияланған түрлендіргіштер
6 Электрохимиялық түрлендіргіштер
Реостатты түрлендіргіштер - бұл прецизионды реостат, өлшенетін шама әсерінен жылжыма орын ауыстырады. Кіріс шамасының түрлендіргіші бұрыштық немесе сызықтық жылжыманың орын ауыстыруы, ал шығысы – оның кедергісінің өзгеруі болып табылады.
Тензорезисторлі түрлендіргіш өз кедергісін сығылу - созылу деформациясы кезінде өзгертетін түрлендіргіш болып табылады.
Өткізгіш деформациясы кезінде оның ұзындығы l және көлденең қима ауданы S өзгереді, кристаллды тор деформациясы меншікті кедергі өзгеруіне әкеліп соғады.
Бүкіл өткізгіштіктер үлкен және кіші дәрежедегі қасиеттерге иеленеді. Қазіргі кездегі қолданылатындар:
сымдық;
фольгалық;
пленкалық;
жартылай өткізгіштік.
Сыйымдылықтық түрлендіргіштерге конденсатор, кіріс шамасы әсерінен өзгеретін электрлі параметрлер жатады.
Конденсатор екі электродтан тұрады. Оған шығыс ұштары жалғанған. Электродпен кеңістік арасы диэлектрикпен толтырылған. Электрод жағдайының өзгеруін немесе диэлектриктің өзгерісін ортаға өткізетін конденсатор сыйымдылықпен азайтылады.
Сыйымдылықтық түрлендіргіші ретінде жалпақ конденсатор қолданылады. Оның сыйымдылығы келесі формуламен анықталады:
мұндағы - электрод арасындағы қашықтық;
S – электрод ауданы;
0 – электрлік тұрақты;
r – диэлектриктің салыстырмалы өткізгіштігі.
Пьезоэлектрлік түрлендіргіштер кристаллды диэлектриктен тұрады. Бүтін кристалл электрі нейтралданған және кейбір салыстырмалы симметрия осіне ие болады. Түрлендіргішті дайындау үшін табиғи SiO2 кристалл кварцы және жасанды – пьезокерамика материалы қолданылады.
Индуктивті түрлендіргіштер катушка индуктивтілігінен тұрады. Магнит өткізгіштік элементі салыстырмалы орын ауыстырғанда толық кедергі өзгереді.
Ииндуктивті түрлендіргіштің ерекшеліктері:
- индуктивтілікпен өзгеретін;
- активті кедергімен өзгеруі.
Трансформаторлы түрлендіргішке трансформатор жатады. Оған кіріс сигналы әсер еткенде өзара индуктивтілік ауысады, ол шығыс кернеуінің өзгеруіне әкеліп соғады.
Трансформаторлы түрлендіргіштің екі түрлі ерекшелігі бар:
1. магнит кедергімен өзгеретін
2. тұрақты магнит кедергісімен немесе қозғалмалы ораммен өзгереді.
Индукциялық түрлендіргіштер деп - жұмыс істеу мақсаты е электромагнит индукциясының заңына негізделген түрлендіргішті айтады. Яғни кіріс шамасы әсер еткенде сыртқы ағын ілінісі өзгереді.
Пайда болған ЭҚК келесі формуламен анықталады:
мұндағы
= -ағын
ілінісі;
W – катушкадағы орам саны;
Ф – катушка арқылы өтетін магнит ағыны;
Q – аудан арқылы өтетін ағын;
В – магнит өрісі индукциясы.
Қандайда бір W, B, Q шамалары өзгергенде, ЭҚК де өзгеріс болуы мүмкін. Идукциялы түрлендіргіштің қарапайым бір түрі, мысалы бұл - тұрақты магнит, ауа саңлауында орналасатын катушка. Катушка қозғалғанда онымен бірге магнит ағынында болған аудан да ауысады. Осыдан:
мұндағы
-айнымалы
аудан;
b – катушка жақтары.
Осылайша
индукциялы түрлендіргіш сызықтық
түрлену немесе бұрыштық жылдамдық
пропорционалды электр сигналына қызмет
етеді.
Магнит серіппелі түрлендіргіш - магнит серіппелі эффекте негізделген. Ол индукция және ферродинамикалық денеге әсер ететін механикалық күштің магнит өткізгіштігі өзгергенде байланысады.
Ферромагнитті заттарға былыға бағытталған, өздігінен жүретін магниттелген домендер жатады. Магнит өрісіне ферромагниттік денені орналастыру үшін, оның бағытына домендер бейімделеді және магнит индукциясының көбеюін шақырады. Механикалық күш денеге әсер еткенде, дене деформацияланады, домендер өзінің бағдарлауын өзгертеді және индукция өзгереді.
Ферромагниттік затты өткізетін абсолютті өрнек келесі формуламен анықталады:
Термоэлектрлі түрлендіргіштер суретте көрсетілгендей әртүрлі екі өткізгіштіктен тұратын, бір нүктеде жалғанған термопарадан тұрады:
Сурет
Бөлім шекарасында әртүрлі металлмен потенциал арасында байланыс айырмашылық бар, олар материалдармен байланыс температураларына тәуелді.
Егерде
температура
болса,
онда
потенциалдардың
байланыс
айырмашылығы
өзара теңестіріледі.
Егер
болса,
онда
тізбекте
ЭҚК дамиды, ол келесі формуламен
анықталады:
Бұл ЭҚК - термоэлектр қозғаушы немесе термоЭҚК деп аталады. Байланыс орны дәнекер деп аталады.
Терморезистор – температура өзгерген кездегі активті кедергі де өзгеретін түрлендіргіш.
Терморезистордың екі түрлі айырмашылығы бар:
металлдық
жартылай өткізгіштік.
Металлдық терморезисторды дайындау үшін мыс немесе платина қолданады. Мыс терморезисторында түрлендіргіш функциясы сызықты болады:
мұндағы
R
- t=0
болғандағы
кедергі
температуралық
коэффициент.
Платиналық терморезисторға түрлендіргіш функциясы сызықты емес. Сондықтан ол үшмүшелі квадратпен апроксирленеді.
Жартылай өткізгіштік терморезисторлар элемент-термистор сезімділігінен тұрады. Олар әртүрлі металл тотығынан, мыс, кобальта, магния, марганец және т.б
Компоненттер ұсақ порошок болып үгітіледі, бағана түрде престеледі және дәнекерленеді.
Түрлендіргіш функциясы:
мұндағы
- 0 К температура
кезіндегі термистор кедергісі.
А және В – тұрақты, материал мен технологияға тәуелді. А – термистор өлшемімен пішініне бағынышты.
Фотоэлектрлі түрлендіргіштер фотоэлектрлі аспаптан тұрады. Оның жарық энергия түрлендіргіші электрлі тоқ ретінде қолданылады.
Үш түрлі түрлендіргішпен айрықшаланады:
- сыртқы фотоэффектпен
- ішкі фотоэффектпен
- фотогальваникалық түрлендіргішпен.
Ионизациялық түрлендіргіштер – радиоактивтіліктің интенсивті сәулеленуін электрлік шамада түрлендіретін түрлендіргіш болып табылады.
Түрлендіргіш ретінде қолданылатындар:
- ионизациялық камералар;
- газоразрядтық счетчиктер;
- сцинтиляциялық детекторлар
- жартылай өткізгішті детекторлар.
Электрохимиялық түрлендіргіштерге жататындар:
электролиттік (кондуктометрлік) түрлендіргіштер
гальваникалық түрлендіргіштер.
Электролитті түрлендіргіштердің жұмыс істеу принципі электролит ерітіндісі электр өткізгіштікке және одан концентрация тәуелділігіне негізделген.
Электр өткізгіштік дистилденген суда өте аз. Онда қышқылды еріткенде электр өткізгіштіктің тұзы немесе негізі (электролиттер) өседі.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. Реостатты түрлендіргіштер дегеніміз не?
2. Тензорезисторлы түрлендіргіштер дегеніміз не?
3. Сыйымдылықты түрлендіргіштер дегеніміз не?
4. Пъезоэлектрлі түрлендіргіштер дегеніміз не?
5. Индуктивті түрлендіргіштер дегеніміз не?
6. Тансформаторлы түрлендіргіштер дегеніміз не?
7. Индукциялық түрлендіргіштер дегеніміз не?
8. Магнитті серпімді түрлендіргіштер дегеніміз не?
9. Термоэлектрлі түрлендіргіштер дегеніміз не?
10. Терморезистор дегеніміз не?
11. Термистор дегеніміз не?
12. Фотоэлектрлі түрлендіргіштер дегеніміз не?
13. Ионизацияланған түрлендіргіштер дегеніміз не?
14. Электрохимиялық түрлендіргіштер дегеніміз не?
Тақырып 6 Механикалық жігерлерді өлшеу әдістері мен құралдары
Дәріс жоспары
1 Жігерлер
2 Жігерлерді өлшеуге арналған аспаптар
3 Тензотүрлендіргіштерді қосу схемасы
Машина бөлшегіне немесе механизмге әсер ететін жігер, қандай да бір бетті тарататын немесе шоғырландыратын болып табылады.
Шоғырланған жігер басқа бөлшектерді немесе сыртқы ортаны шақыратын сыртқы қысымға және знрттелген денеде пайда болған сыртқы кернеуге бөлінеді.
Жіктелуші жігерлер өзге бөлшектермен немесе сыртқы ортамен шақырылатын сыртқы қысымдар мен зерттелуші объект денесінде пайда болатын ішкі кернеулерге бөлінеді.
Керекті өлшенген жігер диапазоны 10-12 нан 108 Н дейін құрайды.
Бөлшек конструкциясының ішкі кернеуі 0 ден 150107 Н/м2.дейін болады. Ішкі кернеулер машиналардың қандай да бір бөлшектерінің беріктігімен қызықтырады. Сондықтан 107 Н/м2 кіші ішкі кернеулерді өлшеу қызықтырмайды.
Ішкі кернеуді өлшеу үшін, кеңінен тензорезисторлер қолданылады.
Бекітілген немесе иілген тензорезисторлер өзгергенде, төмендегідей жабыстырылады:
Сурет
Сығылу және созылу деформациясынан сыналған бөлшек құбылысты қолданады. Ол кезде сығылған бөлшек көлденең бағытта бірнеше рет созылады (немесе созылу кезінде тарылады). Сонда тензорезисторлар бір біріне перпендикуляр жабсырылады.
Сурет
Тензорезистор 2 ні 1 мен салыстырғанда, тензорезистор 2 созылуы бірнеше рет аз, ал температурлық деформациялары бірдей және олар мост тізбегінде өзара компенсацияланады.
Ұсынылатын әдебиеттер
1 Измерение электрических и неэлектрических величин. Учебное пособие для ВУЗов. Под ред. Евтихеева Н.Н. –М: Энергоатомиздат 1990 – 352 с
2 Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Высшая школа , 2002. – 205 с.:ил.
3. Методы и средства измерений. Куликовский К.Л., КуперВ.Я., Энергоатомиздат, 1985-448с
4 Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для ВУЗов. -М., Энергоатомиздат, 1978, 704 с.
СДЖ арналған бақылау тапсырмалары
1. Қандай жігер түрлері болады?
2. Күш жігерлерін өлшеудің қандай әдістерін білесіз?
3. Қысымды өлшеудің қандай әдістерін білесіз?
4. Сұйықтар мен газдардың қысымын өлшеудің қандай әдістерін білесіз?
Тақырып 7 Температураны өлшеу әдістері мен құралдары