1.1.3 Измерительные преобразователи
Измерительным преобразователем называется средство измерения, предназначенной для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателя. В электрорадиоизмерениях применяются следующие виды преобразователей:
электромеханические;
термоэлектрические;
выпрямительные;
аналого-цифровые;
масштабные.
В электромеханических преобразователях электрическая энергия измеряемого напряжения или тока преобразуется в механическую энергию, выражающуюся обычно в повороте стрелки измерительного механизма на угол, пропорциональный этой энергии.
В термоэлектрических преобразователях электрическая энергия измеряемого напряжения или тока преобразуется в тепловую энергию, которая в свою очередь, вызывает появление термоэдс, пропорциональной подведенному напряжению.
Выпрямительные преобразователи преобразуют переменный ток в пульсирующий, постоянная составляющая которого является выходной величиной преобразователя. В зависимости от схемного решения выпрямительные преобразователи подразделяются на выпрямители средневыпрямленного (среднего) значения, амплитудного (пикового) значения и среднеквадратического (действующего) значения.
Аналого-цифровые преобразователи преобразуют непрерывную электрическую величину в дискретный сигнал. Принцип действия их основан на извлечении определенного числа выборок из непрерывного сигнала, их квантовании и преобразовании квантованных уровней в цифровой код, удобный для дальнейшего использования (ввод в ЭВМ, вывод на цифровое табло).
Масштабные преобразователи предназначены для изменения измеряемой величины в заданное число раз. К ним относятся делители напряжения, аттенюаторы, измерительные трансформаторы и измерительные усилители.
1.1.4 Измерительные приборы, установки и системы
Измерительным прибором называется средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. В общем виде измерительные приборы состоят из измерительных преобразователей и отсчетного устройства. По принципу построения структурной схемы они делятся на приборы прямого преобразования (рис. 1.1) и приборы сравнения (рис. 1.2).
Рис. 1.1. Структурная схема измерительного прибора прямого преобразования
Рис. 1.2. Структурная схема измерительного прибора сравнения
Как видно из рис. 1.2, измеряемая величина подвергается прямому преобразованию в преобразователях Пр1 – Прn и по цепи обратной связи β1 – βn поступает на сравнивающее устройство СУ с некоторым значением хβ. Отсчетное устройство ОУ реагирует на значение Δх = х - хβ и по известному коэффициенту передачи цепи обратного преобразования позволяет определить значение измеряемой величины.
Измерительной установкой называется совокупность функционально объединенных средств измерений (меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенных в одном месте. Измерительные установки широко применяются для поверки рабочих мер и измерительных приборов, для контроля технологических процессов, для испытаний различных материалов, для разбраковки изделий и т.д.
Измерительная система представляет собой совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления. Создание измерительных систем связано с новым этапом развития измерительной техники – построения автоматизированных и испытательных систем на базе приборов общего назначения.