Технологические измерения и приборы, страница 3

                                                                           ΔP = k · x  ;

                                                                                       S

                                                                где S – активная поверхность

       мембраны.

Под влиянием перепада давления мембрана прогибается на величину Х.

Мембрана связана жестким штоком с ППЭС

Изменение давления пропорционально величине перемещения мембраны.

ППЭС

U вх – первичная обмотка;

              U вых – вторичная обмотка                        состоящая из двух катушек;

ω₁ = ω₂

Е₁ = Е₂ => U_вых = 0

Е₁ ≠ Е₂ => U_вых ≈ Х ≈ Δ P

ДТП состоит из 2 – х обмоток  (первичной (Uвх)  и вторичной (Uвыъх).

Вторичная обмотка состоит из 2 – х катушек с равным  количеством витков включенных встречно, между обмотками находятся сердечник, выполненный из магнитной стали (плунжер).

Если плунжер  в равной степени перекрывает катушку 2 – ой обмотки, то Е1 = Е2 → Uвых = 0

          Когда под воздействием МПД плунжер смещается в сторону одной из обмоток, Е₁ ≠  Е₂ → U_вых  ≈ Х ≈ ΔР

          Последние время широко используется для измерения давления датчик – «САПФИР».

 

 

                       _{ΔР                                                                                                                                                                       I}

 

 

 

 

П.П.У. – преобразователь перемещения в усилие;

ТП.С – тензометрический преобразователь силы;

U – I  - преобразователь тока.

ТПС

В состав ТП входят элементы, называемые тензорезисторы, т.е элементы, каждый изменяет свое сопротивление в зависимости от преложенного к нему усилия.

 F    TR     ΔR

Мостик находится в равновесии если соблюдается условие:

TR₁ · TR₃ = TR₂· TR₄,

т.е диагонали напряжение в точке (а) = U в точке (в) => Uвых = 0.

Затем к этому мосту прикладывается усилие и эти элементы изменяют свое сопротивление => Uвых ≈ F

2. Масштабные преобразователи

        

       Iизм                                                               

                                       I_ш                                            R _ш = ;

                                                                                       n =

                                                R₀

                                  I ₀

Аналогоцифровые преобразователи

  т.е  непрерывный сигнал преобразователя в равно цифровой.

          Сигнал квантуется по уровню и конкретизируется по времени:

       Х                                            Х

 

 ΔX

 

                   Δt                           t                      по уровню

         Х                                           Х

 

                                           i                                                      i

              по времени

такой сигнал необходимо закодировать, чаще всего применяют 2 – ой код.

N = ;

АЦП

АЦП бывают разных типов:

1) на параллельных компараторах;

2) поразрядного взвешивания;

3) последовательного или интегрированного типа.

Компаратор – это устройство с 2 – мя входящими и одним выходящими, т.е если Х₁(t) ≥ Х₂ (t), то Х (i) = 0

если Х₁(t) ≤ Х₂ (t), то Х (i) = 1.

К = 2 ⁿ -1,

где К – количество компараторов;

      n – разрядности числа.

Схема АЦП на параллельных компараторах

U₀ – опорное напряжение;

                        . . .                – делительная  цепочка;

Тг – триггер (запоминание);

а – цифровой код.

Недостаток:  большие затраты (т.е. дорогой) и сложные схемы.

          На первый вход каждого компаратора поступает входное напряжение U_вх.  На второй вход компараторов  поступает сигнал с делителя напряжение, соответствие определенного уровню. На второй вход компараторов поступает опорные напряжения. Эти два сигнала в компараторе сравниваются на   выходе мы имеем «0» или «1», т.е. дискретный сигнал. Затем эти значения запоминаются в триггерах; а затем поступают на дешифратор, где сигналы по логическим схемам еще раз сравниваются между собой и на выходе дешифратора мы имеем цифровой код соответствующей разрядности.

          АЦП на параллельных компараторах определяют а₁, а₂,….а_n - коэффициенты, одновременно, что гарантирует высокое быстродействие.

          Цифроаналоговое преобразования (ЦАП) преобразует число в пропорциональные ему напряжения. Рассмотрим ЦАП сумма токов в параллельных цепях:

          При замыкании контактов К₁….К_n, соответствующим определенным цифрам преобразующего числа по сопротивлениям протекают параллельные токи I_1….I_n. Обеспечивающие на сумме сопротивлений R_s напряжения пропорциональное значению преобразованной величины.

          3. Измерительные приборы – это средства измерения имеющие, нормированные метрологические характеристики, предназначенные для     обработки сигнала измерительной информации в форме доступной  для      непосредственного восприятия наблюдателем.

         4. Измерительные системы – это совокупность функционально объединенных мер, измерительных преобразователей, измерительных приборов, различных вспомогательных средств, размещенных  в различных точка исследуемого пространства с целью измерения одной или нескольких     величин, свойственных данному пространству. 

           Аналоговые измерительные системы, т.е. сигнал который проходит через все элементы системы непрерывный.

Структура одномерной аналоговой системы.

 

          у (t)                                                                                                 у ^изм (i)                                    

где    П.П. – первичный преобразователь;  

          ПрПn – промежуточные преобразователи;

          И.П. – измерительный прибор, после которого выдается измерительное значения в единицах.

Функциональная схема измерения температуры.