Данченков Я.В.

Рівне – 2014

1. Тема роботи:

Дослідження первинних вимірювальних перетворювачів неелектричних величин.

2. Мета роботи:

1.Ознайомитися з конструкцією і принципом дії первинних вимірювальних перетворювачів температури, деформації, кутового і лінійного переміщення, частоти обертання.

2. Практично визначити статичні характеристики досліджуваних первинних вимірювальних перетворювачів неелектричних величин

3. Короткі теоретичні відомості

Джерелом інформації про величину контрольованої чи регульованої фізичної величини є давачі. Давачем називається пристрій, який призначений для перетворення вхідної неелектричної величини (температура, тиск, витрата, концентрація і т.і.) в іншу фізичну величину, яка придатна для використання в пристроях автоматичного контролю, вимірювання, регулювання. Вихідними величинами (сигналами) повинні бути Е.Р.С. або струм, а для систем пневмоавтоматики – тиск.

Оскільки сучасні автоматичні системи обладнанні пристроями цифрової обробки сигналів (контролери, процесори, комп’ютери), тому вихідні сигнали мають бути уніфікованими і регламентовані за видом і величиною, а саме:

– напруга постійного струму ; ; ; ;

– постійний струм ; ; ;

– напруга змінного струму ; ;

– пневматичний сигнал ;

– двійковий цифровий код.

За принципом перетворення давачі Д можна поділити на прямої та непрямої дії. В давачах прямої дії вхідна неелектрична величина безпосередньо перетворюється у вихідну електричну величину – Е.Р.С., рис. 3, а, наприклад, термопара, фотодіод, тахогенератор і ін.

Рис. 3. Структурні схеми давачів прямої дії (а) і непрямої дії (б): ПП – первинний перетворювач; ВП – вторинний перетворювач; - напруга живлення.

У давачів непрямої дії, рис. 3, б, є мінімум два перетворювачі – первинний перетворювач (ПП) і один або кілька вторинних перетворювачів (ВП). У первинному перетворювачі відбувається перетворення вхідної неелектричної величини (температури, тиску, різниці тисків і ін.) в проміжну неелектричну величину (лінійне переміщення, зміну омічного опору, індуктивності, ємності і ін.), яка у вторинному перетворювачеві за рахунок енергії зовнішнього джерела енергії перетворюється в електричний сигнал. До таких давачів відносяться поплавкові, буйкові, ємнісні, манометричні перетворювачі рівня рідин, мембранні, сильфонні перетворювачі тиску, резистивні перетворювачі температури, деформації. До вторинних перетворювачів відносяться контактні перетворювачі (замикання і розмикання електричного кола), диференційно-трансформа-торні перетворювачі, мостові схеми вимірювання, уніфікуючі перетворювачі і аналого-цифрові перетворювачі.

Метрологічні властивості давачів описуються статичними і динамічними характеристиками. Статичною характеристикою називається функціональна залежність зміни вихідної величини від зміни вхідної величини в усталеному режимі. Усталеним називається режим роботи, при якому зміни вхідної і вихідної у функції часу є сталими. Різні види статичних характеристик давачів наведені на рис. 4.

Рис. 4. Статичні характеристики давачів: 1 – нелінійна; 2 - лінійна із гістерезисом ; 3 – лінійна без гістерезису; 4 – стрибкоподібна (релейна).

Статичні характеристики давачів мають задовольняти певні вимоги: однозначність (мінімальний гістерезис ); лінійність; висока чутливість і ін.