admin / 30.07.2018

Измерительный преобразователь

Классификация измерительных преобразователей

Преобразователи обычно классифицируются по принципу их работы или по их практическомуприменению.

По назначению измерительные преобразователи подразделя- ют на первичные преобразователи (датчики), унифицированные и промежуточные.

Первичный измерительный преобразователь (датчик) являет- ся первым в измерительной цепи и включает в себя чувствитель- ный элемент (зонд, мембрану) и все другие необходимые элемен- ты для преобразования входной неэлектрической величины в вы- ходную электрическую величину. Датчик может состоять из од- ного или нескольких измерительных преобразователей, объеди- ненных в единую конструкцию. На датчик непосредственно воз- действует измеряемая неэлектрическая величина (сила, давление, уровень, температура и т.д.).

В унифицированном преобразователе, состоящем из датчика и схемы согласования, измеряемая физическая величина преобра- зуется с использованием источника энергии в нормированную выходную величину. Нормированные сигналы постоянного тока находятся в диапазоне от 0 до ±5 мА или от 0 до ±20 мА. Для устройств со смешенным нулем диапазон тока сужен: ±1…±5 мА или ±4…±20 мА. При необходимости регулирования границы диапазона токовых сигналов лежат в пределах: нижняя 0… 5 мА, верхняя 12… 25 мА. В устройствах с нормированными токовыми сигналами допускается применение различных измерительных приборов с внутренним сопротивлением не более 1 кОм. Норми- рованные значения диапазонов сигналов напряжения составляют 0…±1 В и 0 …±10 В, причем внутреннее сопротивление измери- тельных приборов не должно быть менее 1 кОм. При использова- нии в качестве выходной величины частоты рекомендуемый диа- пазон ее изменения составляет 5…25 Гц. В пневматических си- стемах нормировано давление газа. Оно должно находиться в диапазоне 0,02…0,1 Мпа.

Промежуточный преобразователь получает сигнал измери- тельной информации от предшествующего преобразователя и передает после преобразования этот сигнал последующему пре- образователю.

По характеру преобразования входной величины измеритель- ные преобразователи подразделяют на линейные и нелинейные. Линейный преобразователь реализует линейную функциональ- ную зависимость между входной и выходной величинами. У не- линейных преобразователей эта связь нелинейная.

По принципу действия датчики подразделяются на парамет- рические и генераторные. В параметрических датчиках измеряе- мая величина вызывает пропорциональное ей изменение пара- метра электрической цепи (R, L,. С), например величины сопро-

тивления реостатного датчика. При использовании параме- трических преобразователей необходим дополнительный источ- ник питания, энергия которого используется для преобразования выходного сигнала преобразователя. Выходным сигналом гене- раторных датчиков является ЭДС, напряжение, ток или электри- ческий заряд, функционально связанные с измеряемой величиной (например, ЭДС термопары). К генераторным относятся индук- ционные, пьезоэлектрические, термоэлектрические и некоторые разновидности электрохимических датчиков. Остальные датчики являются параметрическими.

По принципу действия датчики также подразделяются на типы:

  • резистивные, в которых измеряемая величина преобразуется в изменение егосопротивления;

  • электромагнитные, в которых измеряемая величина преоб- разуется в изменение индуктивности или взаимоиндуктивности;

  • емкостные, в которых измеряемая величина преобразуется в изменение емкости;

  • пьезоэлектрические, в которых динамическое усилие преоб- разуется в электрический заряд;

  • гальваномагнитные, основанные на эффекте Холла и npeoбразующие величину действующего магнитного поля в ЭДС;

  • тепловые, в которых измеряемая температура преобразуется в ЭДС или в величинутермосопротивления;

  • оптоэлектронные, в которых оптические сигналы преобра- зуются в электрические.

Для датчиков основными характеристиками являются: тип диапазон измеряемой величины, диапазон рабочих температур и погрешность в этом диапазоне, обобщенное входное и выходное сопротивления, частотная характеристика.

Области применения датчиков благодаря внедрению новых технологий изготовления (высоковакуумное напыление, распы-

ление, химическое осаждение из газовой фазы, фотолитография и т.д.) и новых материалов непрерывно расширяются. Рассмотрим лишь некоторые из них:

  • промышленная техника измерения и регулирования;

  • робототехника;

  • автомобилестроение;

  • бытовая техника;

  • медицинская техника.

В промышленной технике стандартные датчики используются для измерения: расхода, количества, давления, температуры, уровня, химического состава.

Большим спросом пользуются датчики новых типов, напри- мер:

  • датчики положения, перемещения и изображения;

  • оптические и волоконно-оптические датчики;

  • биодатчики (биотехнология);

  • многокоординатные датчики (распознавание образов).

Для современных производств характерна тенденция приме- нения датчиков в интерактивном режиме, т.е. когда результаты измерений сразу же используются для регулирования процесса. Благодаря этому в любой момент обеспечивается корректировка технологического процесса, что, естественно, ведет к более раци- ональному производству. При промышленном применении опре- деляющим фактором является погрешность, которая при регули- ровании процессов должна быть не более 1…2%, а для задач кон- троля – 2…3%.

В робототехнике, которая в принципе представляет собою сложную информационную систему, робот обеспечивает получе- ние, обработку ипреобразование информации.При получении информации через датчики роботу требуется прежде всего спо-

собность «видеть» и «ощупывать», т.е. использование оптических и многокоординатных датчиков.

При изготовлении датчиков для автомобильной электроники все в большей мере применяют современные технологии, обеспе- чивающие экономичное изготовление датчиков минимальных размеров для отдельных систем автомобиля (рулевое управление, двигатель, тормоза, электроника кузова), для обеспечения без- опасности и надежности (система блокировки и противоугонная система, информационная система: расход топлива, температура, маршрут движения и т.д.). С помощью этих датчиков измеряются различные физические параметры, такие как температура, давле- ние, скорость вращения, ускорение, влажность, перемешение или угол, расход и т.д.

Контрольные вопросы

  1. Приведите классификацию измерительных преобразователей.

  2. Опишите схемы включения измерительных преобразователей в мостовые схемы.

  3. Дайте описание динамических характеристик измерительных пре- образователей.

  4. Назовите область применения измерительных преобразователей.

  5. Какие бывают погрешности измерительных преобразователей?

Измерительный преобразователь

Смотреть что такое «Измерительный преобразователь» в других словарях:

  • измерительный преобразователь — ИП Техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или… … Справочник технического переводчика

  • ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Современная энциклопедия

  • Измерительный преобразователь — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — (датчик) средство измерения, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т. д.) в сигнал (обычно электрический) для передачи, обработки или регистрации … Большой Энциклопедический словарь

  • измерительный преобразователь — 2.5.4 измерительный преобразователь : Средство измерений (или его часть), служащее для получения информации об измеряемом количественном или качественном свойстве и преобразования ее в форму, удобную для обработки, хранения, дальнейших… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Измерительный преобразователь — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи,… … Википедия

  • ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — датчик элемент измерительный, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, скорость и т. п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, регистрации, и воздействия на… … Металлургический словарь

  • измерительный преобразователь — (датчик), средство измерения, преобразующее измеряемую (контролируемую) физическую величину (перемещение, давление, уровень жидкости в сосуде, температуру, электрическое напряжение, силу тока, частоту, силу света и т. д.) в сигнал (обычно… … Энциклопедия техники

  • измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, keičiantis vienos rūšies signalo energiją kita rūšimi. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m; Messwandler, m rus. измерительный преобразователь, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, reaguojantis į reiškinį ir kuriantis signalą, kuris yra vienos ar kelių šio reiškinio charakteristikų funkcija. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. transducer vok. Meßumformer, m; Meßwandler, m rus. измерительный преобразователь, m; первичный измерительный преобразователь, m pranc. transducteur, m … Fizikos terminų žodynas

Измери́тельный преобразова́тель — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.), или применяется вместе с каким-либо средством измерений.

Классификация

  • По характеру преобразования:
    • Аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину (аналоговый измерительный сигнал) в другую аналоговую величину (измерительный сигнал);
    • Аналого-цифровой измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;
    • Цифро-аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.
  • По месту в измерительной цепи:
    • Первичный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. Первичный измерительный преобразователь является первым преобразователем в измерительной цепи измерительного прибора;
    • Датчик — конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь;
    • Детектор — датчик в области измерений ионизирующих излучений
    • Промежуточный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, занимающий место в измерительной цепи после первичного преобразователя.
  • По другим признакам:
    • Передающий измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;
    • Масштабный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз.
  • По принципу действия ИП делятся на генераторные и параметрические.

FILED UNDER : Справочник

Страницы