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

Разработка и обеспечение надежности систем автоматического управления
К современной радиоэлектронной аппаратуре предъявляются многогранные технические требования. Поэтому для реализации сложных систем автоматического управления (САУ) необходимо применять десятки и сотни тысяч различных элементов. Сложность аппаратуры отрицательно сказывается на её надёж ...

Расчет словесной разборчивости речи по методу Покровского Н.Б. Система защиты речевой информации
Человеческая речь является одним из важнейших путей информационного взаимодействия. При децентрализации экономической и политической систем и соответствующем увеличении доли оперативной информации, непосредственно связывающей самостоятельных в принятии решений людей, значимость речев ...

Разделы

Радиоэлектроника и телекоммуникации © 2021 : www.techelements.ru