- •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
Автоматический уравновешивающий мост (мс-01).
Материал - ванадий
Реохорд
Следящая система
РД – реверсивный двигатель
Реохорд – для уравновешивания моста.
Напряжение с выходной диагонали подается на усилитель. На выходе усилителя – управляющая обмотка РД. На рабочую обмотку подведено переменное напряжение, РД вращается только при напряжении на обмотке управления. Если фазы совпадают, то по часовой стрелке, если нет – против. В момент измерения мост должен быть уравновешен: ΔU = 0.
Если изменяется температура, то изменяется Rтс и ΔU не равно нулю, т. е. появляется сигнал рассогласования. ΔU усиливается и подается на управляющую обмотку РД. Вал двигателя начинает вращаться и перемещает движок реохорд, а чтобы уравновесить мост, т. е. свести рассогласование к нулю. Когда ΔU = 0, двигатель останавливается. Движок реохорда займет новое положение, соответствующее измеренной температуре, а стрелка укажет значение температуры.
Автоматические уравновешенные мосты чаще всего используются в виде регистрирующих приборов (самописцы).
Часто один мост работает с несколькими терморезисторами (ТР) через коммутатор.
УН – усилитель
ВМ – входной мост
ТС – термосопротивление
СД – синхронный двигатель (перемещает бумагу)
К – коммутатор, на входе которого находятся ТС
К переключается от СД. Время работы с одним датчиком определяется инерционностью схемы.
Вал РД связан с реохордом и с центром печатающей каретки.
График для любого термометра регистрируется различными знаками.
Термопары.
Принцип действия основан на термоЭДС, которая возникает за счет разной плотности электронов и диффузии электронов.
Эффект Зеебека Г.Й. 1823г.
Эффект Пельптье 1834г.
Эффект Томпсона 1856г.
Эффект Джоуля-Ленца.
A = hν + внутренний фотоэффект ( Эйнштейн А).
А – работа выхода.
Т2
Т1
Различные термопары имеют различные термоЭДС.
Эталонная термопара: составляется из двух сплавов.
платинародий (90% - платина, 10% - родий),
чистая платина.
Такая термопара может измерять длительно температуру до 14000С, кратковременно – 16000С.
Промышленные термопары:
-
Промышленная термопара
длительно
кратковременно
Хромель - капель
6000С
8000С
Хромель – алюмель
11000С
12500С
Вольфрам – рений (15% и 20%)
22000С
25000С
Графит – карбид петана
25000С
30000С
Конструкции промышленных термопар.
изолятор
проволока
У эталонных и высокотемпературных термопар изоляторы выполняют из керамических трубок.
Провода, соединяющие термопару с прибором, называют выпрямительный термоэлектрод. Они не должны образовывать термопару, т. к. будет погрешность.