Конспект лекций для студентов специальности 050716 Приборостроение вскемен УстьКаменогорск 2008 содержание X, 7
 Скачать 282.51 Kb.
|
|
Единообразие средств измерений достигается путем:
поверки; метрологической аттестации; калибровки средств измерений.
Среди множества технологических параметров большая часть относится к неэлектрическим (температура, влажность, скорость, ускорение, расход и т.д.). При измерении таких величин часто возникают задачи дистанционного измерения, передачи, регистрации и обработки измерительной информации. Наилучшим образом эти задачи решаются путем преобразования измеряемой неэлектрической величины Хнэ в электрический сигнал Хэ, связанный с изме ряемой величиной однозначной функциональной зависимостью Хэ = ДХШ). По лученный электрический сигнал измеряется средствами электрических измере ний или может быть передан по линии связи на значительные расстояния. Такие измерения обладают рядом преимуществ по сравнению с неэлек трическими методами, а именно:
Основным звеном в процессе измерения является измерительный преоб разователь (ИП) неэлектрической величины в электрическую. Часто располо женные вдали от непосредственно электрического измерительного прибора (ЭИП) первичные преобразователи называют датчиками. Датчик может состо ять из нескольких ИП. Измерительные преобразователи классифицируют по способу формиро вания выходной величины Хэ на генераторные и параметрические. Выходным сигналом генераторных преобразователей является ЭДС, ток или заряд, функ ционально связанный с измеряемой величиной. В параметрических преобразо вателях выходной величиной является изменение параметра электрической це пи - активного сопротивления R, индуктивности L или емкости С.. Для обеспе чения процесса измерения с помощью таких ИП требуется внешний источник питания.
Метрологические характеристики:
Лу
Лх
Неметрологические характеристики: габариты; масса; взрывобезопас- ность; устойчивость к механическим, тепловым, электрическим и другим пере грузкам; надежность; стоимость и т.д.
В общем виде схема прибора представлена на рисунке 3.1 и представляет собой последовательное соединение некоторого числа различных ИП и ЭИП. S1 S2 Sn Рисунок 3.1 Измеряемая неэлектрическая величина может неоднократно преобразо вываться для согласования пределов ее измерения с пределом измерения ЭИП или для получения более удобного для ЭИП вида воздействия. При этом общая чувствительность прибора: S = SlS 2 ... SN, а погрешность измерения Ay = S2S3 ... SNAy1 + S3S4 • SNAy2 ... + AyN , т.е. погрешность преобразователей в такой схеме суммируется с соответст вующими весами. Для уменьшения погрешностей используют специальные схемы включе ния ИП - дифференциальную 1-го или 2-го типа, логометрическую и компенса ционную. Дифференциальная схема 1-го типа ИП приведена на рисунке 3.2 . Измеряемая величина дей ствует на вход ИП, на вход друго го действует величина той же природы, но имеющая постоянное значение, в частности, равное ну лю. Выходные сигналы ИП1 и ИП2 вычитаются в вычитающем Рисунок 32 устройстве. Тогда второй канал прибора служит для компенсации погрешностей, вызванных изменением условий работы устройства и для устра нения аддитивной погрешности преобразователей. Дифференциальная схема 2-го типа ИП приведена на рисунке 3.3. Измеряемая величина х после некоторого преобразования в ИП1 воздей ствует на оба канала, причем при возрастании входной величины на входе од ного канала (например, ИП2), на входе другого (ИП3) - она уменьшается на ту же величину. Выходные величины ИП2 и ИП3 вычитаются. В такой схеме ад дитивные погрешности каналов уничтожаются, и при этом чувствительность прибора возрастает вдвое. Кроме того, дифференциальная схема 2-го типа дает линеаризацию характеристик при квадратичной и гиперболической функциях преобразования отдельных каналов.
(S + AS:К (S + AS 2 ) Рисунок 3.3 Полной компенсации аддитивной погрешности и нелинейности характе ристики преобразования на практике не получается из-за неидентичности кана лов прибора. Для уменьшения мультипликативной погрешности в схемах прямого пре образования используется логометрическая схема соединения ИП, представ ленная на рисунке 3.4. Оба канала прибора одинаковы и находятся в одинаковых условиях. Выход - логометра Лог. представляет собой отношение { \ А V У 2 У Рисунок 3.4 У = F при равенстве параметров каналов. Естественно, что полная компенсация погрешности и в этой схеме невоз можна из-за некоторой неидентичности ИП1 и ИП2. Компенсационная схема преобразования. Схема прибора представлена на рисунке 3.5. X-Xk У Рисунок 3.5 Суть измерения заключается в уравновешивании измеряемой величины х такой же, но образцовой величиной xk, формируемой преобразователем цепи обратной связи ПОС. Известно, что в устройствах с отрицательной обратной связью выходной парамет |