Расчет функций преобразования, чувствительности к измеряемым физическим величинам и схем включения в измерительную цепь различных типов первичных преобразователей

измерительный преобразователь числовой сигнал

Датчик - это часть измерительной системы имеющий самостоятельное конструктивное оформление, но вместе с тем обеспечивающий достижение полезного эффекта только при наличии всех других средств, входящих в систему Он осуществляет функцию преобразования вида энергии сигнала, в другой вид, удобный для передачи информации в пространстве и хранения в течение определенного времени. Таким обратом, с энергетической точки прения роль датчика заключается и том, чтобы отобрать некоторую мощность у объекта для создании измерительного сигнала и передать ее с такими изменениями, которые не нарушили бы на всем пути следования сигнала адекватность модели и объекта.

Для преобразования механических величин в удобную для передачи и восприятия форму используются различные физические явления, такие как:

1. Тензорезистивный эффект, заключающийся в изменении активного сопротивления проводника под действием механических напряжений, для металлов и сплавов активное сопротивление меняется в основном за счёт изменения геометрических размеров, для полупроводников - за счёт изменения удельного электрического сопротивления.

. Пьезоэлектрический эффект, заключающийся в электризации материала под действием усилия от давления.

. Эффект изменения электрической ёмкости заключается в изменении геометрических размеров промежутка между электродами или диэлектрической проницаемости вещества, заполняющего этот промежуток.

4. Эффекты, основанные на электромагнитных явлениях - изменении магнитного сопротивления цепи в следствии изменения геометрических параметров или магнитной проницаемости её элементов под действием механических величин.

Эффект изменения частоты, заключается в изменении собственных колебаний механического резонатора под действием механических величии.

Первичные приборы, датчики или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются, как правило, унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи

Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи:

Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрокинетические, гальванические и др. датчики).

К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики,

термосопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии.

Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.

Первичный преобразователь, датчик может иметь выходной унифицированный сигнал и неунифицированный сигнал. Во втором случае используют нормирующие преобразователи.

Нормирующий преобразователь выполняет следующие функции: преобразует нестандартный неунифицированный сигнал (например, mV, Ом) в стандартный унифицированный выходной сигнал; осуществляет фильтрацию входного сигнала; осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика; применительно к термопаре, осуществляет температурную компенсацию холодного спая.

Нормирующий преобразователь применяется, также в следующих случаях: когда необходимо подать сигнал измеряемой величины на несколько измерительных или регулирующих приборов; а также когда необходимо передать сигнал на большие расстояния, например сигнал от термопары передается на малые расстояния - до 10м, а унифицированный сигнал постоянного тока может передаваться на большие расстояния - до 100м. В современных промышленных регуляторах нормирующий преобразователь, как правило, является обязательной составной частью входного устройства регулятора.

Другие стьтьи в тему

Проектирование цифровых устройств
1. Произвести синтез цифрового устройства управления (ЦУУ) в базисах мультиплексоров, логических элементов Шеффера и Пирса в соответствии с заданным вариантом (приложения №1 и №2). 2. Произвести схемотехническое моделирование синтезированных схем ЦУУ с помощью программы Electronics Wor ...

Разработка систем автоматического регулирования с использованием логарифмических частотных характеристик
Целью данной курсовой работы является освоение методики анализа и синтеза систем автоматического регулирования с использованием логарифмических частотных характеристик и уточненных расчетов на ЭВМ. Проектирование системы автоматического регулирования (САР) выполняется по заданной ...

Разделы

Радиоэлектроника и телекоммуникации © 2019 : www.techelements.ru