Реферат на тему:
Складання електричних схем вимірювальних кіл. Перетворювачі і давачі
Засоби вимірювань – це набір технічних елементів, що мають нормовані
метрологічні характеристики та дають змогу одержати кількісне значення
фізичної величини у зручній для експериментатора формі. За виконуваними
функціями засоби вимірювань можна розділити на 4 групи (табл. .1).
Таблиця.1. Класифікація засобів технічних вимірювань за виконуваними
функціями
Назва засобів вимірювання
міра вимірювальний прилад вимірювальне
устаткування вимірювальна система
Відтворює значення фізичної величини (кілограм маси, метр довжини)
Відтворює значення фізичної величини в зручній для вимірювача формі
(відлік на шкалі, сигнал) Відтворює та реєструє значення однієї або
кількох різних за фізичною природою величин Відтворює та реєструє
значення декількох фізичних величин, опрацьовує результати вимірювань і
передає інформацію на задану відстань
Засобами перших двох груп можна вимірювати тільки окремі за фізичною
природою величини, для вимірювання яких ці засоби призначені. За умови
використання вимірювальних систем або вимірювального устаткування
вимірювані величини треба звести до одного виду. Це, зокрема, і зумовило
розроблення та впровадження в практику способів вимірювання
неелектричних величин електричним методом. Цей метод забезпечує:
– синхронні вимірювання різних за фізичною природою величин у будь-яких
місцях досліджуваного об’єкта;
– довільні функціональні перетворення електричного сигналу;
– легкість автоматизації процесів вимірювання та реєстрації;
– використання стандартних електровимірювальних приладів.
За найпростішою схемою пристрій для вимірювання неелектричних величин
електричним методом складається із двох елементів: перетворювача
інформації та електричного вимірювального приладу і працює за схемою:
X вимірювана фізична величина; Y – вимірюваний електричний сигнал; h –
відлік за шкалою електровимірювального приладу.
В перетворювачах вимірювальної інформації сигнал однієї фізичної природи
(вхідний сигнал X) перетворюється в електричний вихідний сигнал Y, які
функціонально пов’язані.
Залежно від природи неелектричної величини розрізняють перетворювачі
вимірюваної інформації:
– механічні, які перетворюють в електричний сигнал дію таких фізичних
величин як: зусилля, напруження, тиск, деформація, переміщення,
швидкість, пришвидшення, витрата речовини тощо;
– теплові – температура та кількість тепла;
– світлові – інтенсивність та спектральний склад світла;
– хімічні – концентрація та хімічний склад речовини.
За способом перетворення вимірюваної інформації в електричний сигнал
розрізняють перетворювачі:
– параметричні – змінюють активний або реактивний опір електричного
вимірювального кола відповідно до зміни вимірюваної величини – це:
контактні, реостатні, ємнісні, індуктивні, тензометричні, термометричні,
фотометричні перетворювачі тощо;
– генераторні – перетворюють неелектричну енергію вимірюваної дії у
електричну енергію вимірюваного сигналу – це індукційні,
п’єзоелектричні, термоелектричні, фотоелектричні, гальванічні
перетворювачі, тощо. Прикладами параметричних перетворювачів вимірюваної
інформації можуть бути.
Контактний перетворювач. На рис. 1 показане вимірювальне коло і для
реєстрації обертів кулачкового валу (1) з контактним перетворювачем,
створеним пореним з двох плоскопружинних контактів (2). Під час
обертання кулачковий вал замикає контакти, що зумовлює протікання струму
у вимірювальному колі, який реєструється електровимірювальним приладом
(5). Величина струму вимірювальному колі визначається напругою джерела
живлення (4) та величиною додаткового опору (3).
Рис. 1. Схема електричного вимірювального кола з контактним
перетворювачем
Рис. 2. Електричне вимірювальне контактним перетворювачем коло з
реостатним перетворювачем
Реостатний перетворювач. Реостатний перетворювач (рис. 3) величину
лінійного переміщення повзунка (2) по напрямнику (1) перетворює у зміну
величини струму, який протікає у вимірювальному колі.
Як видно з наведеної формули, величина струму у вимірювальному колі
обернено пропорційна величині лінійного переміщення повзунка реостата.
Ємнісний перетворювач – це конденсатор (рис. 3.), ємність якого
змінюється залежно від вимірюваної величини.
Рис. 3. Схема роботи ємнісного перетворювача
За допомогою такого перетворювача можна вимірювати товщину або
характеристику матеріалу (вологість, густину тощо), яка визначає
величину діелектричної проникності матеріалу (2), що переміщається між
пластинками (1) конденсатора.
Індуктивний перетворювач – це навій дроту із феромагнітним
магнітопроводом.
?
E
I
Oe
O
46^bee¦
?
hµ
hµ
?
I
?????????TH?I
I
O
$
В індуктивному перетворювачі (рис. 4.) осердя (2) нерухоме, а якір (1)
може переміщатись, змінюючи величину проміжку. Це зумовлює збільшення
або зменшення магнітного опору магнітопроводу, що призводить до
відповідної зміни індуктивного опору вимірювального кола.
Рис. 4. Схема індуктивного перетворювача
Найширше застосування в практиці наукових досліджень мають тензометричні
перетворювачі.
Принцип дії тензометричних перетворювачів грунтується на зміні їх
активного опору за пружних деформацій. їх поділяють натри головних види:
проїм шикові рис. 5.
Рис. 5. Конструкція дротяного тензорезистора
Дротяний тензорезистор складається із смужки паперу (3), на якій
розташована тонка (найчастіше константанова, діаметром 0,02…0,05 мм)
дротинка (2), викладена зигзагом і залита шаром (4) діелектричного лаку.
Мідні провідники (1) приєднані до дротинки зварюванням і призначені для
включення тензорезистора в електричне коло.
Якщо такий перетворювач наклеїти на деталь, напрямок деформації якої
збігається з розташуванням прямолінійних ділянок чутливої дротинки, то
опір його буде змінюватись пропорційно величині деформації. Дротяні
тензорезистори дають змогу вимірювати відносну деформацію розтягування
тискання у межах до 1,5 %.
Термометричні перетворювачі – це перетворювачі, у яких зміна температури
зумовлює зміну активного електричного опору. Вони бувають провідникові
(терморезистори – зі збільшенням температури опір зростає) та
напівпровідникові (термістори – зі збільшенням температури опір
зменшується).
Фотометричні перетворювачі (фоторезистори) створені на основі явища
внутрішнього фотоефекту, за якого освітлення напівпровідникового шару,
розташованого між двома гребінчастими електродами, призводить до
зменшення його електричного опору.
З метою створення зручних і надійних у користуванні перетворювачів
інформації для вимірювання різних фізичних величин, забезпечення легкого
монтування на об’єкт дослідження та включення у вимірювальні електричні
кола, захисту їх елементів від шкідливої дії середовища перетворювачі
оснащують додатковими конструктивними елементами.
Такий конструктивно завершений прилад для перетворення дії вимірюваної
фізичної величини в електричний сигнал називають давачем.
У процесі експериментальних досліджень часто виникає потреба не тільки
заміряти фізичну величину, а зафіксувати зміну її значення в часі. Для
реєстрації зміни величини вимірюваних параметрів під час експерименту
використовують спеціальні прилади. Найширше застосування мають
механічний, осцилографічний та магнітний способи реєстрації.
Рис. 6 Схема електричного вимірювального моста
Механічний спосіб запису, що реалізується за допомогою самописців, дає
змогу одночасно реєструвати до 9 сигналів за точності 1-2 % в діапазоні
частоти 0~15 Гц. Схему роботи магнітоелектричного самописця показано на
рис. 10.
Струм від давача подається в навої провідника рамки 5, що розташована в
магнітному полі самописця. Залежно від величини вимірюваного струму вона
повертається на певний кут і переміщає тримач 6 пера самописця 3. Перо
своїм капіляром 2 ковзає по паперовій стрічці 1 і викреслює криву 7, яка
відображає зміну заміряної величини в часі. Стрічка 1 протягується валом
синхронного електродвигуна за перфоровані отвори 8. Постійний магніт 4
протидіє відхиленню рамки і утримує її в нейтральному положенні.
Список літератури:
Канарчук В.Є., Лудченко О.А., Чигиринець А.Д. Основи технічного
обслуговування і ремонту автомобілів: Підручник. – К.: Вища шк., 1994. –
(У 3-х кн.): Кн. 1: Теоретичні основи: Технологія. – 342 с; Кн. 2:
Організація, планування і управління. – 383 с; Кн. 3: Ремонт
автотранспортних засобів. – 599 с.
Положення про технічне обслуговування і ремонт дорожніх транспортних
засобів автомобільного транспорту. – К.: Мінтранс України, 1998. -16 с.
Форнальчик Є.Ю., Оліскевнч М.С., Мастикаш ОЛ., Пельо Р.А. Технічна
експлуатація та надійність автомобілів: Навчальний посібник. – Львів:
Афіша, 2004.-492 с.
Положение о техническом обслуживании и ремонте лесозаготовительного
оборудования. – М.: ЦНИИМЗ, 1979. – 237 с.
Адамовський М. Г., Борис М. М. Експлуатація і ремонт лісозаготівельного
устаткування: Методичні вказівки, робоча програма і контрольні завдання
для студентів лісомеханічного і заочного факультетів. Львів: НЛТУУ,
2005. – 30 с.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
