Параметричні вимірювальні перетворювачі епс залізниць. резистивні вимірювальні перетворювачі. Основні параметри датчиків

Термометри опору.Термометри опору, як і термопари, призначені для вимірювання температури газоподібних, твердих і рідких тіл, а також температури поверхні. Принцип дії термометрів ґрунтується на використанні властивості металів та напівпровідників змінювати свій електричний опір з температурою. Для провідників із чистих металів ця залежність у сфері температур від –200 °С до 0 °С має вигляд:

R t = R 0

а в області температур від 0 до 630 °С

R t = R 0

де R t , R 0 -опір провідника за температури tта 0 °С; А, В, С -коефіцієнти; t -температура, °З.

У діапазоні температур від 0 до 180 °С залежність опору провідника від температури описується наближеною формулою

R t = R 0

де α - Температурний коефіцієнт опору матеріалу провідника (ТКС).

Для провідників із чистого металу α≈ 6-10-3...4-10-3 град-1.

Вимір температури термометром опору зводиться до вимірювання його опору R t ,наступним переходом до температури за формулами або градуювальним таблицям.

Розрізняють дротяні та напівпровідникові термометри опору. Дротовий термометр опору є тонким дротом із чистого металу, закріпленим на каркасі з температуростійкого матеріалу (чутливий елемент), поміщеним у захисну арматуру (рис. 5.4).

Мал. 5.4. Чутливий елемент термометра опору

Висновки від чутливого елемента підведено до голівки термометра. Вибір для виготовлення термометрів опору дротів із чистих металів, а не сплавів, обумовлений тим, що ТКС чистих металів більше, ніж ТКС сплавів і, отже, термометри на основі чистих металів мають більшу чутливість.

Промисловістю випускаються платинові, нікелеві та мідні термометри опору. Для забезпечення взаємозамінності та єдиного градуювання термометрів стандартизовано величини їх опору R 0та ТКС.

Напівпровідникові термометри опору (термістори) є намистинками, дисками або стрижнями з напівпровідникового матеріалу з висновками для підключення в вимірювальний ланцюг.

Промисловість серійно випускає багато типів термісторів у різному конструктивному оформленні.

Розміри термісторів, як правило, малі - близько кількох міліметрів, а окремі типи десятих часток міліметра. Для запобігання механічним пошкодженням та впливу середовища термістори захищаються покриттями зі скла або емалі, а також металевими чохлами.

Термістори зазвичай мають опір від одиниць до сотень кілоом; їх ТКС у робочому діапазоні температур на порядок більше, ніж у дротяних термометрів. Як матеріали для робочого тіла термісторів використовують суміші оксидів нікелю, марганцю, міді, кобальту, які змішують зі сполучною речовиною, надають йому необхідну форму і спікають при високій температурі. Термінстори застосовують для вимірювання температур в діапазоні від -100 до 300°С. Інерційність термісторів порівняно невелика. До їхніх недоліків слід віднести нелінійність температурної залежності опору, відсутність взаємозамінності через великий розкид номінального опору і ТКС, а також незворотну зміну опору в часі.

Для вимірювання в області температур, близьких до абсолютного нуля, застосовуються напівпровідникові германієві термометри.

Вимірювання електричного опору термометрів здійснюється за допомогою мостів постійного та змінного струму або компенсаторів. Особливістю термометричних вимірювань є обмеження вимірювального струму для того, щоб виключити розігрів робочого тіла термометра. Для дротяних термометрів опору рекомендується вибрати такий вимірювальний струм, щоб потужність, що розсіюється термометром, не перевищувала 20...50 мВт. Допустима потужність, що розсіюється, в термісторах значно менша і її рекомендується визначати експериментально для кожного термістора.

Тензочутливі перетворювачі (тензорезистори).У конструкторській практиці часто необхідні вимірювання механічних напруг та деформацій в елементах конструкцій. Найбільш поширеними перетворювачами цих величин електричний сигнал є тензорезистори. В основі роботи тензорезисторів лежить властивість металів та напівпровідників змінювати свій електричний опір під дією прикладених до них сил. Найпростішим тензорезистором може бути відрізок дроту, жорстко зчеплений з поверхнею деталі, що деформується. Розтягування або стискування деталі викликає пропорційне розтягування або стиснення дроту, внаслідок чого змінюється його електричний опір. У межах пружних деформацій відносна зміна опору дроту пов'язана з її відносним подовженням співвідношенням

ΔR/R=K Τ Δl/l,

де l, R -початкові довжина та опір дроту; Δl, ΔR -збільшення довжини та опору; K Τ -коефіцієнт тензочутливості.

Величина коефіцієнта тензочутливості залежить від властивостей матеріалу, з якого виготовлений тензорезистора, а також від способу кріплення тензорезистора до виробу. Для металевих дротів із різних металів K Τ= 1... 3,5.

Розрізняють дротяні та напівпровідникові тензорезистори. Для виготовлення дротяних тензорезисторів застосовуються матеріали, що мають досить високий коефіцієнт тензочутливості та малий температурний коефіцієнт опору. Найбільш уживаним матеріалом для виготовлення дротяних тензорезисторів є константанова дріт діаметром 20...30 мкм.

Конструктивно, дротяні тензорезистори є решіткою, що складається з декількох петель дроту, наклеєних на тонку паперову (або іншу) підкладку (рис. 5.5). Залежно від матеріалу підкладки, тензорезистори можуть працювати при температурах від -40 до +400 °С.

Мал. 5.5. Тензометр

Існують конструкції тензорезисторів, що прикріплюються до поверхні деталей за допомогою цементів, здатні працювати за температур до 800 °С.

Основними характеристиками тензорезисторів є номінальний опір R,база lта коефіцієнт тензочутливості K Τ.Промисловістю випускається широкий асортимент тензорезисторів із величиною бази від 5 до 30мм. , номінальними опорами від 50 до 2000 Ом з коефіцієнтом тензочутливості 2±0,2.

Подальшим розвитком дротяних тензорезисторів є фольгові та плівкові тензорезистори, чутливим елементом яких є грати зі смужок фольги або найтонша металева плівка, що наносяться на підкладки на лаковій основі.

Тензорезистори виконуються на основі напівпровідникових матеріалів. Найбільш сильно тензоефект виражений у германію, кремнію та ін Основною відмінністю напівпровідникових тензорезисторів від дротяних є велика (до 50%) зміна опору при деформації завдяки великій величині коефіцієнта тензочутливості.

Індуктивні перетворювачі.Індуктивні перетворювачі застосовуються для вимірювання переміщень, розмірів, відхилень форми та розташування поверхонь. Перетворювач складається з нерухомої котушки індуктивності з магнітопроводом і якоря, що також є частиною магнітопроводу, що переміщається щодо котушки індуктивності. Для отримання можливо більшої індуктивності магнітопровід котушки та якір виконуються з феромагнітних матеріалів. При переміщенні якоря (пов'язаного, наприклад, зі щупом вимірювального пристрою) змінюється індуктивність котушки і, отже, змінюється струм, що протікає в обмотці. На рис. 5.6 наведено схеми індуктивних перетворювачів із змінним повітряним зазором d (рис. 5.6 а) застосовуваних вимірювання переміщення не більше 0,01…10 мм; із змінною площею повітряного зазору S δ (рис. 5.6 б), що застосовуються в діапазоні 5...20 мм.

Мал. 5.6. Індуктивні перетворювачі переміщень

5.2. Операційні підсилювачі

Операційний підсилювач (ОУ) – це диференціальний підсилювач постійного струму з дуже великим коефіцієнтом посилення. Для підсилювача напруги передатна функція (коефіцієнт посилення) визначається виразом

Для спрощення конструкторських розрахунків передбачається, що ідеальний ОУ має такі характеристики.

1. Коефіцієнт посилення при розімкнутій петлі зворотного зв'язку дорівнює нескінченності.

2. Вхідний опір R d дорівнює нескінченності.

3. Вихідний опір R0 = 0.

4. Ширина смуги пропускання дорівнює нескінченності.

5. V 0 = 0 при V 1 = V 2 (відсутня напруга усунення нуля).

Остання характеристика є дуже важливою. Оскільки V 1 -V 2 = V 0 / А, то якщо V 0 має кінцеве значення, а коефіцієнт А нескінченно великий (типове значення 100000) матимемо

V 1 - V 2 = 0 і V 1 = V 2.

Оскільки вхідний опір для диференціального сигналу (V 1 - V 2)

також дуже велике, можна знехтувати струмом через R d .Ці два припущення істотно спрощують розробку схем на ОУ.

Правило1.Працюючи ОУ в лінійній області двох його входах діють однакові напруги.

Правило2.Вхідні струми для обох входів ОУ дорівнюють нулю.

Розглянемо базові схемні блоки ОУ. У більшості цих схем ОУ використовується у конфігурації із замкнутою петлею зворотного зв'язку.

5.2.1. Підсилювач з одиничним коефіцієнтом посилення

(Повторювач напруги)

Якщо в підсилювачі, що не інвертує, покласти R i рівним нескінченності, а R f рівним нулю, то ми прийдемо до схеми, зображеної на рис. 5.7.

Згідно з правилом 1, на вході, що інвертує, ОУ теж діє вхідна напруга V i , яка безпосередньо передається на вихід схеми. Отже, V 0 = V i і вихідна напруга відстежує (повторює) вхідну напругу. Багато аналого-цифрових перетворювачів вхідний опір залежить від значення аналогічного вхідного сигналу. За допомогою повторювача напруги забезпечується сталість вхідного опору.

5.2.2. Суматори

Підсилювач, що інвертує, може підсумовувати кілька вхідних напруг. Кожен вхід суматора з'єднується з входом, що інвертує ОУ через зважуючий резистор. Інвертуючий вхід називається підсумовуючим вузлом, оскільки тут підсумовуються всі вхідні струми та струм зворотного зв'язку. Базова принципова схема підсумовувача, що підсумовує, представлена на рис. 5.8.

Як і в звичайному інвертуючому підсилювачі, напруга на вході, що інвертує, повинна дорівнювати нулю, отже, дорівнює нулю і струм, що втікає в ОУ. Таким чином,

i f = i 1 + i 2 +. . . + i n

Так як на вході, що інвертує, діє нульова напруга, то після відповідних підстановок, отримуємо

V 0 = -R f (+. . . +).

Резистор R f визначає загальне посилення схеми. Опір R 1, R 2, . . . R n задають значення вагових коефіцієнтів і вхідних опорів відповідних каналів.

5.2.3. Інтегратори

Інтегратор - це електронна схема, яка виробляє вихідний сигнал, пропорційний інтегралу (за часом) від вхідного сигналу.

На рис. 5.9 показана принципова схема простого аналогового інтегратора. Один висновок інтегратора приєднаний до підсумовує вузлу, а інший – до виходу інтегратора. Отже, напруга на конденсоторі одночасно є вихідною напругою. Вихідний сигнал інтегратора не вдається описати простою залежністю алгебри, оскільки при фіксованій вхідній напругі вихідна напруга змінюється зі швидкістю, що визначається параметрами V i ,R і C. Таким чином, для того, щоб знайти вихідну напругу, потрібно знати тривалість дії вхідного сигналу. Напруга на спочатку розрядженому конденсаторі

де if – через конденсатор і t i - час інтегрування. Для позитивного

Vi маємо i i = V i / R. Оскільки i f = i i , то з урахуванням інверсії сигналу отримуємо

З цього співвідношення випливає, що V 0 визначається інтегралом (зі зворотним знаком) від вхідної напруги в інтервалі від 0 до t 1 помноженим на масштабний коефіцієнт 1/RC. Напруга V ic - це напруга на конденсаторі в початковий час (t = 0).

5.2.4. Диференціатори

Диференціатор виробляє вихідний сигнал, пропорційний швидкості зміни часу вхідного сигналу. На рис. 5.10 показано принципову схему простого диференціатора.

Струм через конденсатор.

Якщо похідна позитивна, струм i i тече у такому напрямку, що формується негативна вихідна напруга V0.

Таким чином,

Цей метод диференціювання сигналу здається простим, але за його практичної реалізації виникають проблеми із забезпеченням стійкості схеми на високих частотах. Не всякий ОУ придатний для використання у диференціаторі. Критерієм вибору є швидкодія ОУ: потрібно вибирати ОУ з високою максимальною швидкістю наростання вихідної напруги та високим значенням добутку коефіцієнта посилення на ширину смуги. Добре працюють у диференціаторах швидкодіючі ОУ на польових транзисторах.

5.2.5. Компаратори

Компаратор – це електронна схема, яка порівнює дві вхідні напруги та виробляє вихідний сигнал, що залежить від стану входів. Базова принципова схема компаратора показано на рис. 5.11.

Як бачимо, тут ОУ працює із розімкнутою петлею зворотного зв'язку. На один із його входів подається опорна напруга, на інший – невідома (порівнювана) напруга. Вихідний сигнал компаратора вказує: вище або нижче за рівень опорної напруги знаходиться рівень невідомого вхідного сигналу. У схемі на рис.5.11 опорна напруга V r подається на вхід, що не інвертує, а на інвертуючий вхід надходить невідомий сигнал V i .

При V i > V r на виході компаратора встановлюється напруга V 0 = - V r (Негативна напруга насичення). У протилежному випадку отримуємо V 0 = + V r. Можна поміняти місцями входи – це призведе до інверсії вихідного сигналу.

5.3. Комутація вимірювальних сигналів

В інформаційно-вимірювальній техніці при реалізації аналогових вимірювальних перетворень часто доводиться здійснювати електричні з'єднання між двома та більш точками вимірювальної схеми з метою викликати необхідний перехідний процес, розсіяти запасену реактивним елементом енергію (наприклад, розрядити конденсатор), підключити джерело живлення вимірювального ланцюга, включити комірку аналог пам'яті, взяти вибірку безперервного процесу при дискретизації і т. д. Крім того, багато вимірювальних засобів здійснюють вимірювальні перетворення послідовно над великим числом електричних величин, розподілених у просторі. Для реалізації сказаного використовуються вимірювальні комутатори та вимірювальні ключі.

Вимірювальним комутатором називається пристрій, який перетворює просторово рознесені аналогові сигнали сигнали, розділені в часі, і навпаки.

Вимірювальні комутатори аналогових сигналів характеризуються такими параметрами:

динамічним діапазоном комутованих величин;

похибкою коефіцієнта передачі;

швидкодією (частотою перемикання або часом, необхідним для виконання однієї комутаційної операції);

числом комутованих сигналів;

граничним числом перемикань (для комутаторів із контактними вимірювальними ключами).

Залежно від типу вимірювальних ключів, що використовуються в комутаторі, різняться контактні та безконтактні комутатори.

Вимірювальний ключ є двополюсником з явно вираженою нелінійністю вольт-амперної характеристики. Перехід ключа з одного стану (закритого) в інший (відкритий) виконується за допомогою елемента, що управляє.

5.4. Аналого-цифрове перетворення

Аналого-цифрове перетворення становить невід'ємну частину вимірювальної процедури. У приладах, що показують, ця операція відповідає зчитуванню числового результату експериментатором. У цифрових та процесорних вимірювальних засобах аналого-цифрове перетворення виконується автоматично, а результат або надходить безпосередньо на індикацію, або вводиться в процесор для виконання наступних вимірювальних перетворень у числовій формі.

Методи аналого-цифрового перетворення у вимірах розроблені глибоко та ґрунтовно та зводяться до подання миттєвих значень вхідного впливу у фіксовані моменти часу відповідною кодовою комбінацією (числом). Фізичну основу аналого-цифрового перетворення становить стробування та порівняння з фіксованими опорними рівнями. Найбільшого поширення набули АЦП порозрядного кодування, послідовного рахунку, що стежить урівноваження та деякі інші. До питань методології аналого-цифрового перетворення, які пов'язані з тенденціями розвитку АЦП та цифрових вимірювань на найближчі роки відносяться, зокрема:

Усунення неоднозначності зчитування в найбільш швидкодіючих АЦП зіставлення, що набувають все більшого поширення з розвитком інтегральної технології;

Досягнення стійкості до збоїв та покращення метрологічних характеристик АЦП на основі надлишкової системи числення Фібоначчі;

Застосування аналого-цифрового перетворення методу статистичних випробувань.

5.4.1 Цифроаналогові та аналого-цифрові перетворювачі

Цифроаналогові (ЦАП) та аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) є невід'ємною частиною автоматичних систем контролю керування та регулювання. Крім того, оскільки переважна більшість вимірюваних фізичних величин є аналоговими, а їхня обробка індикація та реєстрація, як правило, здійснюються цифровими методами, ЦАП і АЦП знайшли широке застосування в автоматичних засобах вимірювань. Так, ЦАП і АЦП входять до складу цифрових вимірювальних приладів (вольтметрів, осцилографів, аналізаторів спектру, кореляторів тощо), програмованих джерел живлення, дисплеїв на електроннопроменевих трубках, графопобудівників, радіолокаційних систем установок для контролю елементів та мікросхем, є важливими компонентами різних перетворювачів та генераторів, пристроїв введення виведення інформації ЕОМ. Широкі перспективи застосування ЦАП та АЦП відкриваються у телеметрії та телебаченні. Серійний випуск малогабаритних та відносно дешевих ЦАП та АЦП дасть можливість ще ширшого використання методів дискретно безперервного перетворення у науці та техніці.

Існує три різновиди конструктивно-технологічного виконання ЦАП та АЦП: модульне, гібридне та інтегральне. При цьому частка виробництва інтегральних схем (ІВ) ЦАП та АЦП у загальному обсязі їх випуску безперервно зростає, чому значною мірою сприяє широке поширення мікропроцесорів та методів цифрової обробки даних. ЦАП - пристрій, що створює на виході аналоговий сигнал (напруга або струм), пропорційний цифровому вхідному сигналу. При цьому значення вихідного сигналу залежить від значення опорної напруги U оп, що визначає повну шкалу вихідного сигналу. Якщо в якості опорної напруги використовувати якийсь аналоговий сигнал, то вихідний сигнал ЦАП буде пропорційний твору вхідних цифрового і аналоговогосигналів. В АЦП цифровий код на виході визначається ставленням перетворюваного вхідного аналогового сигналу до опорного сигналу, що відповідає повній шкалі. Це співвідношення виконується і в тому випадку, якщо опорний сигнал змінюється за законом. АЦП можна як вимірювач відносин чи дільник напруг із цифровим виходом.

5.4.2. Принципи дії, основні елементи та структурні схеми АЦП

В даний час розроблено велику кількість типів АЦП, що задовольняє різноманітні вимоги. В одних випадках переважною вимогою є висока точність, в інших – швидкість перетворення.

За принципом дії всі існуючі типи АЦП можна розділити на дві групи: АЦП з порівнянням вхідного сигналу, що перетворюється, з дискретними рівнями напруг і АЦП інтегруючого типу.

В АЦП з порівнянням вхідного перетворюваного сигналу з дискретними рівнями напруги використовується процес перетворення, сутність якого полягає у формуванні напруги з рівнями, еквівалентними відповідним цифровим кодам, і порівняння цих рівнів напруги з вхідною напругою з метою визначення цифрового еквівалента вхідного сигналу. У цьому рівні напруги можуть формуватися одночасно, послідовно чи комбінованим способом.

АЦП послідовного рахункузі ступінчастою пилкоподібною напругою є одним із найпростіших перетворювачів (рис. 5.12).

За сигналом "Пуск" лічильник встановлюється в нульовий стан, після чого принаймні надходження на його вхід тактових імпульсів з частотою f тлінійно-ступінчасто зростає вихідна напруга ЦАП.

При досягненні напругою U вих значення U вх схема порівняння припиняє підрахунок імпульсів у лічильнику Сч, а код з виходів останнього заноситься в регістр пам'яті. Розрядність і роздільна здатність таких АЦП визначається розрядністю і роздільною здатністю використовуваного в його складі ЦАП. Час перетворення залежить від рівня вхідного перетворюваного напруги. Для вхідної напруги, що відповідає значенню повної шкали, Сч повинен бути заповнений і при цьому він повинен сформувати на вході ЦАП код повної шкали. Це вимагає для n-розрядного ЦАП часу перетворення (2 n - 1) разів більше періоду тактових імпульсів. Для швидкого аналого-цифрового перетворення використання таких АЦП недоцільно.

У стежить АЦП(рис. 5.13) підсумовуючий Сч замінений на реверсивний лічильник РСч, щоб відслідковувати вхідну напругу, що змінюється. Вихідний сигнал КН визначає напрямок рахунку залежно від того, що перевищує чи ні вхідна напруга АЦП вихідна напруга ЦАП.

Перед початком вимірювань РСч встановлюється стан, відповідний середині шкали (01 ... 1). Перший цикл перетворення слідкуючого АЦП аналогічний циклу перетворення АЦП послідовного рахунки. Надалі цикли перетворення істотно скорочуються, оскільки даний АЦП встигає відстежити малі відхилення вхідного сигналу за кілька тактових періодів, збільшуючи або зменшуючи число імпульсів, записане в РСч, залежно від знака неузгодженості поточного значення напруги U вх, що перетворюється, і вихідної напруги ЦАП.

АЦП послідовного наближення (порозрядного врівноважування)знайшли найбільш широке поширення в силу досить простої їх реалізації при одночасному забезпеченні високої роздільної здатності, точності і швидкодії, мають дещо меншу швидкодію, але істотно більшу роздільну здатність у порівнянні з АЦП, що реалізують метод паралельного перетворення.

Для підвищення швидкодії керуючого пристрою використовується розподільник імпульсів РІ і регістр послідовного наближення. Порівняння вхідної напруги з опорним (напругою зворотного зв'язку ЦАП) ведеться, починаючи з величини, що відповідає старшому розряду двійкового коду, що формується.

При пуску АЦП за допомогою РІ встановлюється вихідний стан РПП:

1000 . . .0. При цьому на виході ЦАП формується напруга, яка відповідає половині діапазону перетворення, що забезпечується включенням його старшого розряду. Якщо вхідний сигнал менший, ніж сигнал від ЦАП, у наступному такті за допомогою РПП цифрових входів ЦАП формується код 0100. . . 0, що відповідає включенню 2-го за старшинством розряду. В результаті вихідний сигнал ЦАП зменшується вдвічі.

Якщо вхідний сигнал перевищує сигнал від ЦАП, черговий такт забезпечує формування коду 0110 ... 0 на цифрових входах ЦАП і включення додаткового 3-го розряду. При цьому вихідна напруга ЦАП, що зросла в півтора рази, знову порівнюється з вхідною напругою і т. д. Описана процедура повторюється nраз (де n- Число розрядів АЦП).

В результаті на виході ЦАП сформується напруга, що відрізняється від вхідного не більше ніж на одиницю молодшого розряду ЦАП. Результат перетворення знімається із виходу РПП.

Перевагою даної схеми є можливість побудови багаторозрядних (до 12 розрядів і вище) перетворювачів порівняно високої швидкодії (з часом перетворення порядку кілька сотень наносекунд).

В АЦП безпосереднього зчитування (паралельного типу)(рис. 5.15) вхідний сигнал одночасно прикладається до входів усіх КН, число mяких визначається розрядністю АЦП і m = 2 n - 1, де n - число розрядів АЦП. У кожному КН сигнал порівнюється з опорною напругою, що відповідає вазі певного розряду і знімається з вузлів резисторного дільника, що живиться від ІОН.

Вихідні сигнали КН обробляються логічним дешифратором, що виробляє паралельний код, що є цифровим еквівалентом вхідної напруги. Подібні АЦП мають найвищу швидкодію. Недоліком таких АЦП є те, що зі зростанням розрядності кількість необхідних елементів практично подвоюється, що ускладнює побудову багаторозрядних АЦП подібного типу. Точність перетворення обмежується точністю та стабільністю КН та резисторного дільника. Щоб збільшити розрядність при високій швидкодії реалізують двокаскадні АЦП, при цьому з виходів другого ступеня ДШ знімаються молодші розряди вихідного коду, а з виходів ДШ першого ступеня - старші розряди.

АЦП з модуляцією тривалості імпульсу (однотактний інтегруючий)

АЦП характеризується тим, що рівень вхідного аналогового сигналу U вх перетворюється на імпульс, тривалість якого t імп є функцією значення вхідного сигналу і перетворюється на цифрову форму за допомогою підрахунку числа періодів опорної частоти, які укладаються між початком і кінцем імпульсу. Вихідна напруга інтегратора під дією підклю-

ченого до його входу U оп змінюється від нульового рівня зі швидкістю

У момент, коли вихідна напруга інтегратора стає рівним вхідному U вх, КН спрацьовує, у результаті закінчується формування тривалості імпульсу, протягом якого в лічильниках АЦП відбувається підрахунок числа періодів опорної частоти. Тривалість імпульсу визначається часом, протягом якого напруга U вих змінюється від нульового рівня до U вх:

Достоїнство даного перетворювача полягає в його простоті, а недоліки - щодо низької швидкодії і низької точності.

1. Які пристрій, принцип роботи та застосування:

а) фотоелектричних перетворювачів;

Фотоелектричними називають такі перетворювачі, у яких вихідний сигнал змінюється в залежності від світлового потоку, що падає на перетворювач. Фотоелектричні перетворювачі або, як ми їх називатимемо надалі, фотоелементи діляться на три типи:

1) фотоелементи із зовнішнім фотоефектом

Вони є вакуумними або газонаповненими сферичними скляними балонами, на внутрішню поверхню яких наноситься шар фоточутливого матеріалу, що утворює катод. Анод виконується у вигляді кільця або сітки з нікелевої дроту. У затемненому стані через фотоелемент проходить темновий струм, як наслідок термоелектронної емісії та витоку між електродами. Під час освітлення фотокатод під впливом фотонів світла імітує електрони. Якщо між анодом і катодом прикладена напруга, ці електрони утворюють електричний струм. При зміні освітленості фотоелемента, включеного в електричний ланцюг, змінюється відповідно фотострум у цьому ланцюзі.

2) фотоелементи з внутрішнім фотоефектом

Вони є однорідною напівпровідниковою пластиною з контактами, наприклад з селеніду кадмію, яка під дією світлового потоку змінює свій опір. Внутрішній фотоефект полягає у появі вільних електронів, вибитих квантами світла з електронних орбіт атомів, що залишаються вільними всередині речовини. Поява вільних електронів у матеріалі, наприклад, у напівпровіднику, еквівалентна зменшенню електричного опору. Фоторезистори мають високу чутливість та лінійну вольт-амперну характеристику (ВАХ), тобто. їхній опір не залежить від прикладеної напруги.

3) фотогальванічні перетворювачі.

Дані перетворювачі є активними світлочутливими напівпровідниками, що створюють при поглинанні світла внаслідок фотоефектів у запірному шарі вільні електрони та ЕРС.

Фотодіод (ФД) може працювати у двох режимах - фотодіодному та генераторному (вентильному). Фототранзистор - напівпровідниковий приймач променистої енергії з двома та великим числом р - «-переходів, у яких поєднаний фотодіод та підсилювач фотоструму.

Фототранзистори, як і фотодіоди, застосовуються для перетворення світлових сигналів на електричні.

б) ємнісних перетворювачів;

Ємнісний перетворювач являє собою конденсатор, ємність якого змінюється під дією неелектричної величини, що вимірюється. Як ємнісний перетворювач широко використовують плоский конденсатор, ємність якого можна виразити формулою C = e0eS/5, де е0-діелектрична постійна повітря (е0= 8,85 10"12Ф/м;е - відносна діелектрична проникність середовища між обкладками конденсатора; S- площа обкладення;5-відстань між обкладками)

Так як вимірювана неелектрична величина може бути функціонально пов'язана з будь-яким з цих параметрів, то пристрій ємнісних перетворювачів може бути різним в залежності від області застосування. Для вимірювання рівнів рідких та сипких тіл використовують циліндричні або плоскі конденсатори; для вимірювання малих переміщень, сил, що швидко змінюються, і тисків - диференціальні ємнісні перетворювачі зі змінним зазором між обкладками. Розглянемо принцип використання ємнісних перетворювачів для виміру різних неелектричних величин.

в) теплових перетворювачів;

Тепловий перетворювач є провідник або напівпровідник зі струмом, з великим температурним коефіцієнтом, що знаходиться в теплообміні з навколишнім середовищем. Є кілька шляхів теплообміну: конвекція; теплопровідністю середовища; теплопровідністю самого провідника; випромінюванням.

Інтенсивність теплообміну провідника з довкіллям залежить від наступних факторів: швидкості газового або рідкого середовища; фізичних властивостей середовища (щільності, теплопровідності, в'язкості); температури середовища; геометричні розміри провідника. Цю залежність температури провідника, отже, та його опору від перерахованих чинників можна

використовувати для вимірювання різних неелектричних величин, що характеризують газове чи рідке середовище: температури, швидкості, концентрації, густини (вакууму).

г) іонізаційних перетворювачів;

Іонізаційними перетворювачами називають такі перетворювачі, в яких вимірювана неелектрична величина функціонально пов'язана зі струмом електронної та іонної провідності газового середовища. Потік електронів та іонів виходить в іонізаційних перетворювачах або іонізацією газового середовища під впливом того чи іншого іонізуючого агента, або шляхом термоелектронної емісії, або бомбардування молекул газового середовища електронами і т.д.

Обов'язкові елементи будь-якого іонізаційного перетворювача - джерело та приймач випромінювань.

д) реостатних перетворювачів;

Реостатний перетворювач являє собою реостат, двигун якого переміщається під дією неелектричної величини, що вимірюється. На каркас із ізоляційного матеріалу намотаний з рівномірним кроком дріт. Ізоляція дроту на верхній межі каркаса зачищається, і по металу ковзає щітка. Додаткова щітка ковзає по токознімному кільцю. Обидві щітки ізольовані від приводного валика. Реостатні перетворювачі виконуються як із дротом, намотаним на каркас, так і реохордного типу. Як матеріал дроту застосовують ніхром, манганін, константан та ін. У відповідальних випадках, коли вимоги до зносостійкості контактних поверхонь дуже великі або коли контактні тиски дуже малі, застосовують сплави платини з іридієм, паладієм і т.д. Провід реостату має бути покритий або емаллю, або шаром оксидів для ізоляції сусідніх витків один від одного. Двигуни бувають з двох-трьох зволікань (платина з іридієм) з контактним тиском 0,003...0,005 Н або пластинчасті (срібло, фосфориста бронза) із зусиллям 0,05...0,1 Н. Контактна поверхня намотаного дроту полірується; ширина контактної поверхні дорівнює двом-трьом діаметрам дроту. Каркас реостатного перетворювача виконується з текстоліту, пластмаси або алюмінію, покритого ізоляційним лаком, або оксидною плівкою. Форми каркасів різноманітні. Реактивний опір реостатних перетворювачів дуже мало і їх зазвичай можна знехтувати на частотах звукового діапазону.

Реостатні перетворювачі можуть бути використані для вимірювання віброприскорень та вібропереміщень з обмеженим частотним діапазоном.

е) тензорезисторних перетворювачів;

Тензорезисторний перетворювач (тензорезистор) є провідником, що змінює свій опір при деформації розтягування або стиснення. Довжина провідника / та площа поперечного перерізу S змінюються при його деформаціях. Ці деформації кристалічних ґрат приводять до зміни питомого опору провідника р і, отже, до зміни повного опору

Застосування: для вимірювання деформацій та механічних напруг, а також інших статичних та динамічних механічних величин, які пропорційні деформації допоміжного пружного елемента (пружини), наприклад, шляху, прискорення, сили, згинального або крутного моменту, тиску газу або рідини і т.д. За цими вимірюваними величинами можна визначити похідні величини, наприклад масу (вага), ступінь заповнення резервуарів і т.д. Дротові тензорезистори на паперовій основі, а також фольгові та плівкові застосовують для вимірювання відносних деформацій від 0,005...0,02 до 1,5...2 %. Вільні дротяні тензорезистори можуть бути використані для вимірювання деформацій до 6...10%. Тензорезистори практично безінерційні і застосовуються в діапазоні частот 0...100 кГц.

ж) індуктивних перетворювачів;

Індуктивні вимірювальні перетворювачі призначені для перетворення положення (переміщення) електричний сигнал. Вони є найбільш компактними, завадостійкими, надійними та економічними вимірювальними перетворювачами при вирішенні задач автоматизації вимірювання лінійних розмірів у машино- та приладобудуванні.

Індуктивний перетворювач складається з корпусу, в якому на напрямних кочення розміщений шпиндель, на передньому кінці якого розташований вимірювальний наконечник, а на задньому - якір. Напрямна захищена від зовнішніх впливів гумовим манжетом. Пов'язаний зі шпинделем якір знаходиться всередині котушки, що закріплена в корпусі. У свою чергу обмотки котушки електрично пов'язані з кабелем, закріпленим у корпусі та захищеним від перегинів конічною пружиною. На вільному кінці кабелю є роз'єм, який служить для підключення перетворювача до вторинного приладу. Корпус та шпиндель виконані із загартованої нержавіючої сталі. Перехідник, що з'єднує якір зі шпинделем, складається з титанового сплаву. Пружина, що створює вимірювальне зусилля, відцентрована, що виключає тертя під час руху шпинделя. Така конструкція перетворювача забезпечує зниження випадкової похибки та варіації показань рівня менше 0,1 мкм.

Індуктивні перетворювачі широко застосовують в основному для вимірювання лінійних та кутових переміщень.

з) магнітопружних перетворювачів;

Магнітопружні перетворювачі є різновидом електромагнітних перетворювачів. Вони засновані на явищі зміни магнітної проникності μ феромагнітних тіл в залежності від механічних напруг σ, що виникають в них, пов'язаних з впливом на феромагнітні тіла механічних сил Р (розтягуючих, стискаючих, згинальних, скручують). Зміна магнітної проникності феромагнітного осердя викликає зміну магнітного опору осердя RM. Зміна ж RM веде до зміни індуктивності котушки L, що знаходиться на осерді. Таким чином, у магнітопружному перетворювачі маємо наступний ланцюг перетворень:

Р -> σ -> μ -> Rм -> L .

Магнітопружні перетворювачі можуть мати дві обмотки (трансформаторного типу). Під дією сили внаслідок зміни магнітної проникності змінюється взаємна індуктивність М між обмотками та наведена ЕРС вторинної обмотки Е. Ланцюг перетворення в цьому випадку має вигляд

Р -> σ -> μ -> Rм -> М -> Е.

Ефект зміни магнітних властивостей феромагнітних матеріалів під впливом механічних деформацій називають магнітопружним ефектом.

Магнітопружні перетворювачі застосовують:

Для вимірювання великих тисків (більше 10 Н/мм2 або 100 кг/см2), так як вони безпосередньо сприймають тиск і не потребують додаткових перетворювачів;

Для виміру сили. І тут межа вимірювання приладу визначається площею магнитопругого перетворювача. Дані перетворювачі деформуються під впливом сили дуже мало. Так, при l= 50 мм, △ l < 10 мкм они имеют высокую жесткость и собственную частоту до 20... 50 кГц. Допустимые напряжения в материале магнитоупругого преобразователя не должны превышать 40 Н/мм2 .

і) електролітичних перетворювачів опору;

Електролітичні перетворювачі належать до типу електрохімічних перетворювачів. У загальному випадку електрохімічний перетворювач являє собою електролітичну комірку, заповнену розчином з поміщеними в неї електродами, що служать для включення перетворювача вимірювальний ланцюг. Як елемент електричного ланцюга електролітичний осередок може характеризуватись розвивається нею ЕРС, падінням напруги від струму, що проходить, опором, ємністю та індуктивністю. Виділяючи залежність між цими електричними параметрами та вимірюваною неелектричною величиною, а також пригнічуючи дію інших факторів, можна створити перетворювачі для вимірювання складу та концентрації рідких та газоподібних середовищ, тисків, переміщень, швидкості, прискорення та інших величин. Електричні параметри комірки залежать від складу розчину та електродів, хімічних перетворень у комірці, температури, швидкості переміщення розчину та ін. Зв'язки між електричними параметрами електрохімічних перетворювачів та неелектричними величинами визначаються законами електрохімії.

Принцип дії електролітичних перетворювачів заснований на залежності опору електролітичного осередку від складу та концентрації електроліту, а також від геометричних розмірів осередку. Опір стовпа рідини електролітичного перетворювача:

R = ρh/S = k/૪

де ૪ = 1/ρ - питома провідність електроліту; k - стала перетворювача, яка залежить від співвідношення його геометричних розмірів, визначається зазвичай експериментально.

Перетворювачі фізичних величин на електричний сигнал- один з основних елементів автоматичних систем контролю та управління вимірювальних та регулюючих приладів, що багато в чому визначає їх експлуатаційні характеристики, наприклад ступінь автоматизації, точність, швидкодія. Розробка багатофункціональних перетворювачів (МФП) ґрунтується на досягненнях у галузі автоматики, обчислювальної техніки, радіоелектроніки, інформаційно-вимірювальної техніки, метрології.

Канал передачі інформації про фізичну величину складається з послідовно включених ланок, здійснюють перетворення її в електричний сигнал, функціональне перетворення електричного сигналу, масштабне перетворення, перетворення до виду, придатного для подальшого використання (індикації, вимірювання, реєстрації, документування, формування керуючого впливу). Сукупність послідовно включених ланок, які здійснюють перелічені операції, - перетворювач фізичної величини. Відповідно до цього визначення узагальнена структурна схема перетворювача може бути представлена (рис. 1), що складається з чутливого елемента ЧЕ, первинного перетворювача ПП, функціонального перетворювача ФП, масштабного перетворювача МП, вторинного (вихідного) перетворювача ВП.

Мал. 1. Узагальнена структурна схема перетворювача

Функціональний та масштабний перетворювачі часто називають проміжними. Залежно від конкретного призначення перетворювача загалом і виду перетворюваної фізичної величини ФП та МП у структурі можуть бути відсутніми. У ряді випадків їх функції виконують ланки ПП та ВП.

Основне рівняння перетворення- Залежність між вхідною перетворюваною величиною x(t) і вихідний yo(t). Ця залежність іноді називається функцією перетворення. Для ідеалізованого випадку - відсутності будь-яких зовнішніх впливів, що обурюють і дестабілізують, що впливають на перетворювач, залежність має вигляд:

yo(t)=Fo.

Вимірювальні перетворювачі

Вимірювальний перетворювач- технічний засіб з нормованими метрологічними характеристиками, що служить для перетворення вимірюваної величини в іншу величину або вимірювальний сигнал, зручний для обробки, зберігання, подальших перетворень, індикації та передачі, але не сприймається безпосередньо оператором. ІП або входить до складу якого-небудь вимірювального приладу (вимірювальної установки, вимірювальної системи та ін.) або застосовується разом із засобом вимірювання.

За характером перетворення:

-Аналоговий вимірювальний перетворювач- вимірювальний перетворювач, що перетворює одну аналогову величину (аналоговий вимірювальний сигнал) на іншу аналогову величину (вимірювальний сигнал);

-Аналого-цифровий вимірювальний перетворювач- вимірювальний перетворювач, призначений для перетворення аналогового вимірювального сигналу на цифровий код;

-Цифро-аналоговий вимірювальний перетворювач- Вимірювальний перетворювач, призначений для перетворення числового коду в аналогову величину.

За місцем у вимірювальному ланцюзі :

-Первинний вимірювальний перетворювач- вимірювальний перетворювач, який безпосередньо впливає вимірювана фізична величина. Первинний вимірювальний перетворювач є першим перетворювачем вимірювального ланцюга вимірювального приладу;

-Датчик- конструктивно відокремлений первинний вимірювальний перетворювач;

-Детектор- Датчик в області вимірювань іонізуючих випромінювань;

-Проміжний вимірювальний перетворювач- Вимірювальний перетворювач, що займає місце у вимірювальному ланцюгу після первинного перетворювача.

За іншими ознаками:

-Передавальний вимірювальний перетворювач- Вимірювальний перетворювач, призначений для дистанційної передачі сигналу вимірювальної інформації;

-Масштабний вимірювальний перетворювач- вимірювальний перетворювач, призначений для зміни розміру величини або вимірювального сигналу задану кількість разів.

за принципом дії ІП діляться на генераторні та параметричні.

Параметричні перетворювачі

Пристрої, що містять не менше двох поверхонь, між якими діє електричне поле, називаються електростатичними перетворювачами(ЕСП). Електричне поле створюється ззовні доданим напругою або виникає при дії на вхід перетворювача вимірювального сигналу.

1. Перетворювачі, в яких електричне поле створюється прикладеною напругою, складають групу ємнісних перетворювачів . Основним елементом цих перетворювачах є конденсатор змінної ємності, змінюваної вхідним вимірювальним сигналом.

Електростатичний перетворювач

Основною характеристикою конденсатора є його ємність, що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. У позначенні конденсатора фігурує значення номінальної ємності, тоді як реальна ємність може змінюватися залежно від багатьох чинників. Реальна ємність конденсатора визначає його електричні властивості. Так, за визначенням ємності, заряд на обкладанні пропорційний напрузі між обкладками ( q = CU ). Типові значення ємності конденсаторів становлять від одиниць пикофарад до сотень мікрофарад. Однак існують конденсатори (іоністори) з ємністю до десятків фарад.

Місткість плоского конденсатора, що складається з двох паралельних металевих пластин площею Sкожна, розташованих на відстані dодин від одного, у системі СІ виражається формулою:

Де - відносна діелектрична проникність середовища, що заповнює простір між пластинами (у вакуумі дорівнює одиниці), - електрична постійна, чисельно рівна Ф/м (ця формула справедлива, лише коли dнабагато менше лінійних розмірів пластин).

Зміна будь-якого з цих параметрів змінює ємність конденсатора.

Конструкція ємнісного датчика проста, він має малі масу та розміри. Його рухливі електроди можуть бути досить жорсткими, з високою частотою, що дає можливість вимірювати швидкозмінні величини. Ємнісні перетворювачі можна виконувати із заданою (лінійною або нелінійною) функцією перетворення. Для отримання необхідної функції перетворення часто достатньо змінити форму електродів. Відмінною рисою є мала сила тяжіння електродів.

Основним недоліком ємнісних перетворювачів є мала їх ємність і високий опір. Для зменшення останнього перетворювачі живляться напругою високої частоти. Однак це зумовлює інший недолік – складність вторинних перетворювачів. Недоліком є те, що результат вимірювання залежить від зміни параметрів кабелю. Для зменшення похибки вимірювальний ланцюг і вторинний прилад мають поблизу датчика.

Приклад застосування:Ємнісний сенсорний екран у загальному випадку є скляною панеллю, на яку нанесений шар прозорого резистивного матеріалу. По кутах панелі встановлені електроди, що подають на провідний шар низьковольтну змінну напругу. Оскільки тіло людини здатне проводити електричний струм і має деяку ємність, при торканні екрана в системі з'являється витік. Місце цього витоку, тобто точку торкання, визначає найпростіший контролер на основі даних електродів по кутах панелі.

2. резистивними називають перетворювачі, у яких переносником вимірювальної інформації є електричний опір. Резистивні перетворювачі становлять дві великі групи: електричні та механоелектричні. В основу принципу перетворення електричних резистивних перетворювачів (шунтів, додаткових резисторів, резистивних дільників тощо) покладено залежність між напругою, струмом та електричним опором, що визначається законом Ома, та залежність електричного опору провідника від його довжини, питомого опору.

Принцип роботи механоелектричних резистивних перетворювачів (наприклад, реостатних) заснований на зміні електричного опору під дією вхідної механічної величини, що перетворюється. До резистивних перетворювачів часто відносять і тензорезистори, принцип дії яких ґрунтується на зміні електричного опору різних матеріалів під дією механічної деформації. Тензорезистори можуть вимірювати і перетворити різноманітні фізичні величини в електричні сигнали і широко застосовуються в датчиках сили, тиску, переміщення, прискорення або моменту, що обертає. Як матеріали таких перетворювачів використовуються провідники з дротяними та фольговими чутливими елементами або напівпровідники. Останнім часом для побудови тензоперетворювачів стали застосовувати ефекти зміни характеристик р-п переходів під тиском механічного впливу (тензодіоди та тензотранзистори).

3. Електромагнітні перетворювачі становлять дуже велику та різноманітну за принципом дії та за призначенням групу перетворювачів, об'єднаних спільністю теорії, принципу перетворення, заснованого на використанні електромагнітних явищ.

Це масштабні електромагнітні перетворювачі (вимірювальні трансформатори, індуктивні дільники напруги та струму), індуктивні трансформаторні та автотрансформаторні перетворювачі неелектричних величин, а також індуктивні та індукційні перетворювачі.

4. Генераторні перетворювачі (датчики) видають на вихід вимірювальний сигнал за рахунок власної внутрішньої енергії і не потребують будь-яких зовнішніх джерел. Характерним прикладом такого роду датчика може бути датчик швидкості обертання типу тахогенератора. Розвивається тахогенератором ЕРС може бути пропорційною швидкості обертання його ротора.

До генераторних датчиків відносяться:

- термоелектричні;

- індукційні;

- п'єзоелектричні;

- фотоелектричні.

Основні параметри датчиків

Статична характеристикадатчика є залежністю зміни вихідної величини від вхідної величини

y=f(x)

Чутливість датчика- Відношення збільшення вихідної величини до збільшення вхідної величини

S = Ay/Ax

Поріг чутливості датчика- Найменше значення вхідної величини, що викликає появу сигналу на виході.

Інерційність датчика- час, протягом якого вихідна величина набуває значення, що відповідає вхідній величині.

Пристрої, що містять не менше двох поверхонь, між якими діє електричне поле, називаються електростатичними перетворювачами(ЕС). Електричне поле створюється ззовні доданим напругою або виникає при дії на вхід перетворювача вимірювального сигналу.

1. Перетворювачі, в яких електричне поле створюється прикладеною напругою, складають групу ємнісних перетворювачів. Основним елементом у цих перетворювачах є конденсатор змінної ємності, що змінюється вхідним вимірювальним сигналом.

Електростатичний перетворювач

Основною характеристикою конденсатора є його ємність, Що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд У позначенні конденсатора фігурує значення номінальної ємності, тоді як реальна ємність може змінюватися залежно від багатьох чинників. Реальна ємність конденсатора визначає його електричні властивості. Так, за визначенням ємності, заряд на обкладанні пропорційний напрузі між обкладками ( q = CU). Типові значення ємності конденсаторів становлять від одиниць пикофарад до сотень мікрофарад. Однак існують конденсатори (іоністори) з ємністю до десятків фарад.

Ємність плоскогоконденсатора, що складається з двох паралельних металевих пластин площею Sкожна, розташованих на відстані dодин від одного, у системі СІ виражається формулою:

де - відносна діелектрична проникність середовища, що заповнює простір між пластинами (у вакуумі дорівнює одиниці), - електрична постійна, чисельно рівна Ф/м (ця формула справедлива, лише коли dнабагато менше лінійних розмірів пластин).

Зміна будь-якого з цих параметрів змінює ємність конденсатора.

Принцип роботи механоелектричних резистивних перетворювачів (наприклад, реостатних) заснований на зміні електричного опору під дією вхідної механічної величини, що перетворюється. До резистивних перетворювачів часто відносять і тензорезистори, принцип дії яких ґрунтується на зміні електричного опору різних матеріалів під дією механічної деформації. Тензорезистори можуть вимірювати і перетворити різноманітні фізичні величини в електричні сигнали і широко застосовуються в датчиках сили, тиску, переміщення, прискорення або моменту, що обертає. Як матеріали таких перетворювачів використовуються провідники з дротяними та фольговими чутливими елементами або напівпровідники. Останнім часом для побудови тензоперетворювачів стали застосовувати ефекти зміни характеристик р-п переходів під тиском механічного впливу (тензодіоди та тензотранзистори).

4. Генераторні перетворювачі (датчики) видають на вихід вимірювальний сигнал за рахунок власної внутрішньої енергії і не потребують якихось зовнішніх джерел. Характерним прикладом такого роду датчика може бути датчик швидкості обертання типу тахогенератора. Розвивається тахогенератором ЕРС може бути пропорційною швидкості обертання його ротора.

До генераторних датчиків відносяться:

Термоелектричні;

індукційні;

П'єзоелектричні;

Фотоелектричні.

Вимірювальні схеми

Вимірювальні ланцюги Вимірювальний ланцюг є функціонально-структурною схемою, що відображає методи і технічні засоби реалізації необхідної функції перетворення приладу. Вимірювальний ланцюг включає всі елементи приладу від входу до пристрою відтворення (покажчик, реєстратор та ін.). Вимірювальна схема приладу - поняття більш вузьке, вона не включає первинного перетворювача, пристрої відтворення та ін. ланцюги із зворотним зв'язком).

Основні різновиди застосовуваних вимірювальних схем???????

26. Вимірювання параметрів елементів електричних кіл. Мостові вимірювальні схеми. Врівноважений міст. Неврівноважений міст

Вимірювання параметрів елементів електричних кіл?????

Мостові вимірювальні схеми

1 . Існуючі методи електричних вимірів можна розділити на два класи: безпосередньої оцінки та порівняння.

При безпосередньої оцінкивимірювальна схема виконує лише функції перетворення вихідного сигналу датчика, наприклад, посилює його або узгоджує вихідний опір датчика з вхідним опором приладу. Цей метод простий, але застосовується рідко, оскільки йому властиві значні похибки (особливо за зміни напруги живлення датчика).

Метод порівняннязабезпечує більш високу точність та чутливість. При цьому використовуються мостові, диференціальні та компенсаційні схеми виміру.

Мостові вимірювальні схемизастосовують постійного та змінного струму. Існують мостові схеми врівноважені та неврівноважені схеми. Врівноважені мости вимагають ручного або автоматичного балансування, тоді як неврівноважені мости не вимагають

Врівноважений міст являє собою схему (Малюнок 34 а), що складається з ромба, утвореного чотирма опорами R 1 R 2 , R 3 , R t . Резистори у схемі називають гілками чи плечами моста. Крім цього в бруківку включені джерело струму зі своїм опором R E і вимірювальний прилад з опором R np . У чотирикутнику також є дві діагоналі, в одну з яких включено міліамперметр, а в іншу - джерело струму. Для підлаштування моста одне плече (R3) є змінним опором.

Закон урівноваженого мосту: твір опорів протилежних плечей повинні бути рівними.

R 1 / R 2 = R 3 / R t.або R 1 · R t = R 2 · R 3

Якщо необхідно обчислити невідомий опір датчика, можна включити його в одне з плечей моста, замість резистора R 4 ·та скористатися формулою:

R t = R 2 · R 3 / R 1

Струм у діагоналі моста, що містить вимірювальний прилад, через напругу живлення:

I np =U(R 1 R t -R 2 R 3)/M

Основною характеристикою будь-якої схеми є її чутливість. Вона визначається як відношення збільшення струму у вимірювальній діагоналі. ∆I npдо зміни опору одного з плечей моста, що викликав його:

S сх =∆I np /∆R

∆I np =U∆RR t /M

де ∆I np- результуючий струм у діагоналі моста, що містить вимірювальний прилад A; U - напруга живлення; М - вхідна напруга, Ст.

Неврівноважений міст являє собою схему (Малюнок 34 б), що складається з ромба, утвореного чотирма опорами R 1 R 2 , R 3 , R 5 , R t . Крім цього в бруківку включені джерело струму зі своїм опором R E і вимірювальний прилад з опором R np . Для підлаштування моста одне плече (R5) є змінним опором.

Як вимірювальний прилад в неврівноважених мостах використовуються амперметри (оскільки струми невеликі, то зазвичай милі-і мікроамперметри). Неврівноважений міст підпорядковується тим самим законам, як і врівноважений.

Врівноважений міст

Врівноважений міст

Врівноважений міст, принципова схема якого наведена на (рис. 8а), використовується для визначення величини опору при градуюванні ТС і вимірювання температури в лабораторних умовах.

Нульовий метод вимірювання характеризується високою точністю, оскільки виключається вплив навколишньої температури, магнітних полів та зміни напруги батареї живлення Б. Однак значна похибка може виникати при зміні опору з'єднувальних проводів Rл, що викликається значними сезонними та добовими коливаннями температури в місцях проходження кабелю, що з'єднує ТЗ та вимірювальний міст.

На (рис. 8б) представлена трипровідна схема включення ТЗ, в якій одна вершина діагоналі живлення (В) перенесена безпосередньо до термометра. Для рівноваги можна записати

(2)

Опір проводів Rл виявляються включеними у різні плечі моста, тому зміна їхньої величини DRл практично взаємно компенсуються.

Неврівноважений міст

Неврівноважений міст

Неврівноважений міст унеможливлює виконання ручних операцій зі зміни величини R3. У ньому замість нуль-приладу G діагональ моста AC встановлюється міліамперметр. При постійній напрузі живлення та постійних опорах R1, R2, R3 через цей прилад протікає струм, величина якого залежить (нелінійно) від зміни RТ. Використання даних мостів для вимірювання температури обмежене. В основному вони застосовуються для перетворення опору термометра на напругу. черевики осенние царевич продам в розділі дитячий одяг.

27. Компенсаційна вимірювальна схема. Потенціометр. Вимірювання

Принципова компенсаційна схема виміру е. д. с. термопари наведено на фіг. 1-1 а.

А Я/ - величина опору реохорда, що припадає на одиницю довжини намотування реохорда.

Таким чином, лінійне переміщення двигуна реохорда при незмінній температурі вільних кінців термопари прямо пропорційно вимірюваній температурі, а отже, опір реохорду може бути виражено безпосередньо в градусах вимірюваної температури.

Живлення вимірювальної схеми компенсації зазвичай здійснюється від сухого елемента, е. д. с. якого з часом зменшується, а отже, змінюється струм у ланцюзі реохорда. Щоб виключити похибку внаслідок зміни струму в ланцюгу реохорда, величина струму має періодично контролюватись.

Контроль струму компенсаційної вимірювальної схеми зазвичай здійснюється за допомогою нормального елемента. Схема, в якій можливий подібний контроль, показано на фіг. 1-16.

За зміни температури вільних кінців термопари на Де. д. с. термопари зміниться величину АЕ. Ця зміна е. д. с. буде вносити похибку у показання приладу, виконаного за схемою, показаною на фіг. 1-1а.

У схемі, зображеній на фіг. 1-16 передбачена компенсація впливу зміни температури вільних кінців. Для цієї мети у схемі є опір Ям, виконаний з нікелевого або мідного дроту. Опір Дм розташовується безпосередньо поблизу затискачів, яких підведені вільні кінці термопари (таким чином, опір Дм і вільні кінці термопари мають однакову температуру). При підвищенні температури вільних кінців термопари опір Дм збільшується пропорційно до зміни температури вільних кінців. Величина опору Ви підібрана так, що його зміна призводить до зміни напруги, що компенсує, на величину е-Д Е, і тим самим виключається похибка від зміни температури вільних кінців.

У схемі опору Дн і До призначені для припасування межі вимірювання, опір Ег - для обмеження струму в ланцюзі нормального елемента.

Потенціометр

Потенціометр- регульований дільник електричної напруги, що являє собою, як правило, резистор з рухомим відвідним контактом (движком). З розвитком електронної промисловості крім «класичних» потенціометрів з'явилися також цифрові потенціометри (англ.) рос. (Наприклад, AD5220 від Analog Devices). Такі потенціометри, як правило, є ІВ, що не мають рухомих частин і дозволяють програмно виставляти власний опір із заданим кроком.

Більшість різновидів змінних резисторів можуть використовуватися як потенціометри, так і як реостати, різниця в схемах підключення і в призначенні (потенціометр - регулятор напруги, реостат - сили струму).

Потенціометри використовуються як регулятори параметрів (гучності звуку, потужності, вихідної напруги і т. д.), для підлаштування внутрішніх характеристик ланцюгів апаратури (підстроювальний резистор), на основі прецизійних потенціометрів побудовано багато типів датчиковуглового або лінійного переміщення.

Вимірювання

опору компенсаційним методом

Компенсаційний метод вимірювань,метод вимірів, заснований на компенсації (зрівнюванні) вимірюваної напруги або едс напругою, що створюється на відомому опорі струмом від допоміжного джерела. К. м. в. застосовують не тільки для вимірювань електричних величин (ЕДС, напруг, струмів, опору); він широко застосовується й у виміру ін. фізичних величин (механічних, світлових, температури тощо.), які зазвичай попередньо перетворюють на електричні величини.

К. м. в. є одним з варіантів методу порівняння з мірою, в якому результуючий ефект впливу величин на порівняння прилад доводять до нуля (добиваються нульового показання вимірювального приладу). К. м. в. відрізняється високою точністю. Вона залежить від чутливості нульового приладу (нульіндикатора), що контролює здійснення компенсації, і від точності визначення величини, що компенсує величину, що вимірювається.

К. м. в. електричної напруги в ланцюзі постійного струму полягає в наступному. Вимірювана напруга U x(Див. Мал. ) компенсується падінням напруги, що створюється на відомому опорі rструмом від допоміжного джерела U всп(Робочим струмом l p). Гальванометр Г(нульовий прилад) включається в ланцюг порівнюваних напруг переміщенням перемикача (П на Мал. ) у праве становище. Коли напруги компенсовані, струм у гальванометрі, а отже, і в ланцюзі вимірюваної напруги U xВідсутнє. Це є великою перевагою К. м. в. перед іншими методами, тому що він дозволяє вимірювати повну ЕДС джерела U xі , крім того, на результати вимірів цим методом не впливає опір з'єднувальних проводів та гальванометра. Робочий струм встановлюють за нормальним елементом E N з відомою ЕДС, компенсуючи її падінням напруги на опорі R(Перемикач П - у лівому положенні). Значення напруги U xзнаходять за формулою U x= E N· r/R,де r-опір, падіння напруги на якому компенсує U x.

При вимірі компенсаційним методом сили струму I xцей струм пропускають за відомим опором R 0і вимірюють падіння напруги на ньому l x R 0 .Опір R 0включають замість показаного на рис. джерела напруги U x. Для вимірювання потужності необхідно по черзі виміряти напругу та силу струму. Для вимірювання опору його включають у допоміжний ланцюг послідовно з відомим опором і порівнюють падіння напруги на них. Електровимірювальні прилади, засновані на К. м. в., називаються потенціометрами або електровимірювальними компенсаторами. К. м. в. застосовується також для вимірювань величин змінного струму, хоча і з меншою точністю. К. м. в. широко застосовується у техніці з метою автоматичного контролю, регулювання, управління.

28. Випробування. Основні терміни Попередні випробування. Приймальні випробування. Відомчі випробування. Державні випробування. періодичні випробування. Параметричні випробування. Випробування на надійність. Прискорені випробування. Дослідницькі випробування. Кліматичні випробування. Електричні випробування. Механічні випробування. Порівняльні випробування. Організація випробувань

Випробування

Випробування як основна форма контролю виробів електронної техніки (ІЕТ) є експериментальним визначенням кількісних і якісних показників властивостей виробу як результату впливу на нього при його функціонуванні, а також при моделюванні об'єкта. Цілі випробувань різні на різних етапах проектування та виготовлення ІЕТ. До основних цілей випробувань можна віднести:

а) вибір оптимальних конструктивно-технологічних рішень під час створення нових виробів;

б) доведення виробів до необхідного рівня якості;

в) об'єктивну оцінку якості виробів при їх постановці на виробництво та у процесі виробництва;

г) гарантування якості виробів за міжнародного товарообміну.

Випробування є ефективним засобом підвищення якості, оскільки дозволяють виявити:

а) недоліки конструкції та технології виготовлення ІЕТ, що призводять до зриву виконання заданих функцій в умовах експлуатації;

б) відхилення від обраної конструкції чи прийнятої технології;

в) приховані дефекти матеріалів або елементів конструкції, що не піддаються виявленню існуючими методами технічного контролю;

г) резерви підвищення якості та надійності конструктивно-технологічного варіанту виробу, що розробляється.

За результатами випробувань виробів у виробництві розробник визначає причини зниження якості.

У цій роботі розглядається класифікація основних видів випробувань ІЕТ та порядок їх проведення.

Основні терміни

Випробування – це різновид контролю. У систему випробувань входять такі основні елементи:

а) об'єкт випробувань - виріб, що піддається випробуванням. Головною ознакою об'єкта випробувань є те, що за результатами випробувань приймається рішення саме щодо цього об'єкта: про його придатність або бракування, про можливість пред'явлення наступних випробувань, про можливість серійного випуску тощо. Характеристики властивостей об'єкта при випробуваннях можна визначити шляхом вимірів, аналізів чи діагностування;

б) умови випробувань – це сукупність факторів, що впливають, і (або) режимів функціонування об'єкта при випробуваннях. Умови випробувань можуть бути реальними або модельованими, передбачати визначення характеристик об'єкта при його функціонуванні та відсутності функціонування, за наявності дій або після їх застосування;

в) засоби випробувань – це технічні пристрої, необхідних проведення випробувань. Сюди входять засоби вимірювань, випробувальне обладнання та допоміжні технічні пристрої;

г) виконавці випробувань – це персонал, що у процесі випробувань. До нього пред'являються вимоги щодо кваліфікації, освіти, досвіду роботи та інших критеріїв;

д) нормативно-технічна документація (НТД) на випробування, яку складають комплекс стандартів, що регламентують організаційно-методичні та нормативно-технічні засади випробувань; комплекс стандартів системи розробки та постановки продукції на виробництво; нормативно-технічні та технічні документи, що регламентують вимоги до продукції та методів випробувань; Нормативно-технічні документи, що регламентують вимоги до засобів випробувань та порядок їх використання /2/.

Умови проведення випробувань та перелік контрольованих параметрів ІЕТ обумовлюються у стандартах та загальних технічних умовах (ТУ) на виріб.

Усі випробування класифікують за методами проведення, призначенням, етапами проектування, виготовлення та випуску, видом готової продукції, тривалістю, рівнем проведення, видом впливу, що визначаються характеристиками об'єкта /3/.

Попередні випробування

Приймальні випробування

Приймальні випробуваннятакож є контрольними для дослідних зразків, дослідних партій продукції чи одиничних виробів. Приймальні випробування дослідного зразка проводять з метою визначення відповідності продукції технічним завданням, вимогам стандартів та технічної документації, оцінки технічного рівня, визначення можливості постановки продукції на виробництво.

Поданий на випробування дослідний зразок (дослідна партія) має бути доопрацьований, а технічна документація відкоригована за результатами попередніх випробувань. Приймальні випробування організує підприємство-розробник та проводить їх за заздалегідь розробленою програмою за участю підприємства-виробника під керівництвом приймальної (державної, міжвідомчої, відомчої) комісії. Приймальні випробування (перевірки) можуть проводитись спеціалізованою випробувальною організацією (державні випробувальні центри).

Члени комісії з проведення приймальних випробувань, підписуючи документи приймальних випробувань, як правило, узгоджують технічні умови, карту технічного рівня та якості продукції, складають акт приймання дослідного зразка (дослідної партії). За відповідністю дослідного зразка (дослідної партії) вимогам технічного завдання, стандартів та технічної документації комісія в акті приймання рекомендує цей виріб до постановки на виробництво. Якщо результаті приймальних випробувань комісія виявила можливість поліпшення окремих властивостей виробів, не встановлених кількісними значеннями у технічному завданні, в акті приймання дається перелік конкретних рекомендацій щодо вдосконалення продукції, вказується необхідність їх виконання до передачі технічної документації підприємству-виробнику. Акт приймання затверджує керівництво організації, яка призначила комісію з проведення приймальних випробувань.

Для продукції, на яку технічний рівень виявився нижчим від вимог технічного завдання, приймальна комісія визначає подальший напрямок робіт з удосконалення конструкції виробу, поліпшення їх виробничо-технічних характеристик, а також приймає проведення повторних приймальних випробувань або припинення подальших робіт.

Випробування готової продукції поділяють на кваліфікаційні, приймальні, періодичні, типові, інспекційні, сертифікаційні.

Відомчі випробування

Випробування, що проводяться комісією із представників зацікавленого міністерства чи відомства. ГОСТ 16504-81

Державні випробування

літального апарату проводяться з метою визначення відповідності характеристик та показників літального апарату заданим вимогам та нормам в обсязі, необхідному для прийняття рішення про запуск літального апарату у серійне виробництво та впровадження в експлуатацію. У процесі Р. в. оцінюється рівень уніфікації та стандартизації комплектуючих агрегатів та виробів з урахуванням необхідної технологічності та ресурсу, визначається достатність засобів наземного обслуговування та обладнання для нормальної експлуатації літального апарату, готуються матеріали для відпрацювання посібників з льотної та наземної експлуатації. Р. в. проводяться представниками замовника за участю представників промисловості. При складних випробуваннях досвідчених літальних апаратів (на міцність, звалювання, штопор та ін.) використовуються повітряні та наземні засоби (літаючі лабораторії та літаючі моделі, льотно-моделюючі комплекси).
Р. в. та заводські випробування можуть бути об'єднані у спільні Р. і., що проводяться випробувальною бригадою, до складу якої входять фахівці замовника та виконавця, під керівництвом державної комісії. Програма Р. в. (Спільних Р. і.) передбачає всі види випробувань, необхідних для визначення та оцінки відповідності характеристик та показників літального апарату заданим вимогам та нормам з метою видачі рекомендацій про придатність літального апарату та його складових частин для прийняття на постачання та впровадження в серію. За результатами цих випробувань формуються технічні умови на постачання серійних літальних апаратів.

періодичні випробування

Попередні випробування– контрольні для дослідних зразків та (або) дослідних партій продукції. Їх проводять з метою визначення можливості пред'явлення дослідного зразка на приймальні випробування. Випробування проводять відповідно до стандарту або організаційно-методичного документа міністерства, відомства, підприємства. За відсутності останніх необхідність випробувань визначає розробник. Програма попередніх випробувань максимально наближена до умов експлуатації виробу. Організація проведення випробувань така сама, як у довідкових випробуваннях.

Попередні випробування проводять атестовані випробувальні підрозділи з використанням атестованого випробувального обладнання.

За результатами випробувань оформляють акт, звіт та визначають можливість пред'явлення виробу на приймальні випробування.

Параметричні випробування????

Випробування на надійність

Методи випробування на надійність залежно від мети поділяють на визначальні (дослідні) та контрольні.

Мета визначальних випробувань на надійність - знаходження фактичних значень показників надійності та за необхідності параметрів законів розподілу таких випадкових величин, як час безвідмовної роботи, напрацювання між відмовами, час відновлення та ін.

Мета контрольних випробувань - перевірка відповідності фактичних значень показників надійності вимогам стандартів, технічних завдань і технічних умов, тобто прийняття рішення типу «так - ні» про відповідність або невідповідність надійності системи вимогам (не кажучи більш конкретно про те, чому дорівнює значення показника надійності).

Крім оцінки показників надійності, цілями випробувань зазвичай є: вивчення причин та закономірностей виникнення відмов; виявлення конструктивних, технологічних та експлуатаційних факторів, що впливають на надійність; виявлення найменш надійних елементів, вузлів, блоків, технічних засобів; розробка заходів та рекомендацій щодо підвищення надійності; уточнення тривалості та обсягу технічного обслуговування, кількості запасних частин та ін.

Випробування на надійність можна проводити в лабораторних (стендових) та експлуатаційних умовах. Випробуванням у лабораторних умовах зазвичай піддаються технічні засоби та деякі локальні системи. Ці випробування виконують на заводах-виробниках або організаціях-розробниках технічних засобів, вони можуть бути як визначальними, так і контрольними. При лабораторних випробуваннях можна імітувати впливи довкілля на систему, насамперед умови експлуатації. Для цього є спеціальні установки: термокамери для зміни температури, барокамери для зміни тиску, вібростенди для створення вібрацій і т.д.

Лабораторні випробування на надійність можуть проходити при тих самих впливах (температурі, вологості, вібрації тощо) та режимах роботи, які зазвичай мають місце при експлуатації. Іноді з метою якнайшвидшого отримання показників надійності встановлюють важчі, форсовані умови та режими роботи порівняно з експлуатаційними. Такі випробування називають прискореними.

Прискорення випробувань можливе, якщо при форсуванні не спотворюється процес природного старіння і зносу, що протікає при нормальному режимі, якщо розподілу змін вихідного параметра виробу, що випробовується, при нормальному і форсованому режимах аналогічні, а також близьке поділ відмов з їх причин. Прискорюючими факторами можуть бути механічні впливи, температура, електричне навантаження та ін. Прискорені випробування на надійність зазвичай проводяться для серійних технічних засобів та їх елементів, що випускаються протягом тривалого часу за стабільною технологією.

Випробування надійності в умовах експлуатації полягають у збиранні та обробці інформації про поведінку АСУ ТП та їх елементів та про вплив довкілля при дослідній та (або) промисловій експлуатації АСУ ТП спільно з діючим технологічним об'єктом управління. Ці випробування зазвичай є визначальними. Зазначимо, що для АСУ ТП в цілому, ряду функцій і для деяких технічних засобів, наприклад, імпульсних ліній з арматурою та первинними добірними пристроями, з'єднувальних ліній з клемними переходами, випробування в умовах експлуатації є практично єдиним способом експериментального визначення показників надійності.

Обидва методи випробувань на надійність – експлуатаційні та лабораторні – доповнюють один одного. Так, перевагами експлуатаційних випробувань у порівнянні з лабораторними є: природний облік впливу довкілля, наприклад температури, вібрації, кваліфікації оперативного та ремонтного персоналу та ін; низька вартість випробувань, оскільки їх проведення не вимагає ні додаткових витрат на обладнання, що імітує умови експлуатації, на обслуговування виробів, що випробовуються, ні витрати їх ресурсу; наявність великої кількості однотипних зразків локальних систем і засобів, що випробовуються, часто наявних на одному об'єкті, що дозволяє в порівняно короткі терміни отримати статистично достовірну інформацію.

Недоліками експлуатаційних випробувань на надійність проти лабораторними є: неможливість проводити активний експеримент, змінюючи за бажанням експериментатора параметри довкілля АСУ ТП (внаслідок чого ці випробування часто називають спостереженнями чи підконтрольною експлуатацією); нижче достовірність інформації; менша оперативність інформації, оскільки початок її отримання може мати місце лише після виготовлення всіх технічних засобів, монтажу та налагодження АСУ ТП.

Вихідною інформацією для статистичного дослідження, на підставі якого мають бути зроблені висновки про показники надійності, є результатами спостережень. Однак ці результати можуть бути різними для тих самих систем залежно від того, яким чином вони були отримані. Наприклад, можна поставити на дослідження одну систему, що відновлюється, і випробовувати її до отримання n-ї відмови, реєструючи напрацювання між відмовими. Результатами випробувань у разі будуть напрацювання t 1 ,..., t n . Можна поставити d таких самих систем, але випробовувати їх не відновлюючи, поки не відмовить п

Оскільки проведення випробувань на надійність (особливо лабораторних) пов'язане зі значними витратами коштів, то планування випробувань включає визначення обсягу вибірки та критеріїв завершення випробувань виходячи із заданої точності та достовірності їх результатів. Формують вибірку таким чином, щоб результати її випробувань могли бути поширені на сукупність систем чи засобів. Наприклад, при лабораторних випробуваннях на заводі-виробнику зразки для випробувань вибирають з числа прийнятих відділом технічного контролю та пройшли приробіток; Для формування вибірки використовують таблицю випадкових чисел.

Випробування на надійність слід проводити тим самим умов експлуатації, за яких у технічної документації встановлено показники надійності.

Під час випробувань проводять технічне обслуговування, періодичні перевірки функціонування, вимірювання параметрів, що визначають відмови.

Зазначимо, що крім розрахункових та експериментальних методів оцінки показників надійності мають місце і розрахунково-експериментальні методи. Такі методи застосовують, якщо з технічних, економічних та організаційних причин неможливо або недоцільно застосовувати експериментальні методи, наприклад, для систем, які не можна випробовувати в повному обсязі. Розрахунково-експериментальні методи рекомендується застосовувати тоді, коли це дозволяє суттєво скоротити необхідний обсяг інформації (наприклад, при розрахунковій оцінці показників надійності функцій АСУ ТП за експериментальними даними про надійність технічних засобів, що беруть участь у реалізації цієї функції).

Прискорені випробування

Прискорені випробування на довговічність та збереження проводять шляхом експериментального визначення залежності терміну Lвід значень основних факторів зовнішнього середовища, що впливають: температури, відносної вологості повітря, концентрації агресивного середовища.

За результатами визначення цієї залежності з необхідною довірчою ймовірністю можуть бути встановлені:

Термін Lсередній або гамма-відсотковий (ресурс або термін служби, або термін зберігання) при заданих значеннях (постійних чи змінних) основних факторів, що впливають;

Значення основних факторів, що впливають, при яких допустима експлуатація виробів при заданому терміні L ;

- графіки залежності терміну Lвід основних факторів, що впливають, можуть служити атестованими нормативно-довідковими даними про властивості матеріалу, покриття, системи матеріалів, вироби;

режим прискорених контрольних випробувань при одному значенні основних факторів, що впливають;

Прогнозування залежності зміни значень параметра-критерію відмовитися від тривалості дії заданих значень основних факторів, що впливають (з урахуванням встановлених у цьому стандарті обмежень).

Для рідких середовищ вимоги, встановлені в цьому стандарті відносної вологості, не враховують.

Дослідницькі випробування

Дослідницькі випробування часто проводять як означальні та оціночні. Мета визначальних випробувань – знаходження значень однієї чи кількох величин із заданою точністю та достовірністю. Іноді при випробуваннях треба встановити факт придатності об'єкта, тобто. визначити, чи задовольняє цей виріб встановленим вимогам чи ні. Такі випробування називають оціночними.

Випробування, проведені контролю якості об'єкта, називаються контрольними. Призначення контрольних випробувань – перевірка на відповідність технічним умовам під час виготовлення. В результаті випробувань отримані дані зіставляють із встановленими в технічних умовах і роблять висновок про відповідність об'єкта нормативно-технічної документації, що випробовується (контрольованого). Контрольні випробування становлять найчисленнішу групу випробувань.

Цілі та завдання випробувань змінюються протягом життєвого циклу виробу. У зв'язку з цим зрозуміло виділення випробувань на етапах. На зазначених етапах проводять довідкові, попередні та приймальні випробування.

Кліматичні випробування

Під кліматичними випробуваннями зазвичай мають на увазі випробування на стійкість до підвищеної (або зниженої температури), стійкість до підвищеної вологості (випробування на вологостійкість) або випробування на стійкість до зниженого атмосферного тиску.

Наша випробувальна база дозволяє провести необхідні випробування відповідно до вимог державних стандартів або за технічним завданням замовника.

Як засоби оснащення при проведенні кліматичних випробувань використовують відповідні кліматичні камери (як правила використовуються камери виробництва НДР – TBV та ILKA).

Електричні випробування

Усі електровипробування можна розділити на кілька груп: профілактичні, періодичні, приймально-здавальні та сертифікаційні. Процес випробування ізоляції електричного обладнання відбувається у кілька етапів: випробування з використанням підвищеної напруги, випробування за допомогою особливого трансформатора, випробування виткової ізоляції, випробування низькими частотами з різною полярністю, високовольтні випробування. Кожне з цих електровипробувань має проводитися у суворій відповідності до ГОСТу та інших російських та міжнародних стандартів.

Механічні випробування

МЕХАНІЧНІ ВИПРОБУВАННЯ

визначення механіч. св-в матеріалів та виробів. За характером зміни у часі чинного навантаження розрізняють М. і. статичні (на розтяг, стиск, вигин, кручення), динамічні, або ударні (на ударну в'язкість, твердість), а втомні (при багаторазовому цикліч. додатку навантаження). Від. групу методів утворюють тривалі високотемпературні М. і. (На повзучість, тривалість. Міцність, релаксацію). М. в. проводять при високих та низьких темп-pax, в агресивних середовищах, за наявності надрізів та вихідних тріщин; при нестаціонарних режимах, при опроміненні та акустич. впливах та ін.

Порівняльні випробування

IV. Класифікація перетворювачів.

(повернутись до змісту)

Вимірювальна інформація, одержувана від контрольованого об'єкта, передається у вимірювальну систему у вигляді сигналів будь-якого виду енергії та перетворюється з одного виду енергії на інший. Необхідність такого перетворення викликана тим, що первинні сигнали не завжди зручні для передачі, переробки, подальшого перетворення та відтворення. Тому при вимірі неелектричних величин сприймаються чутливим елементом сигнали перетворюються на електричні сигнали, що є універсальними.

Та частина приладу, в якій неелектричний сигнал, що вимірюється, перетворюється в електричний, називається перетворювачем.

Відомо багато електричних методів виміру неелектричних величин. Для зручності вивчення введемо класифікацію цих методів за видом зв'язку між електричними та неелектричними величинами:

Параметричні перетворювачі, в яких вимірювана неелектрична величина перетворюється на відповідну зміну параметрів електричного ланцюга, що живляться зовнішніми джерелами ЕРС. При цьому сигнали, одержувані від об'єкта, що вимірювається, служать тільки для управління енергією стороннього джерела, включеного в ланцюг.

Генераторні перетворювачі, В яких сигнали, одержувані від об'єкта, що вимірювається, безпосередньо перетворюються в електричні сигнали. При цьому бажаний ефект перетворення можна отримати без використання сторонніх джерел ЕРС.

До параметричних відносять методи, що ґрунтуються на зміні опору, ємності та індуктивності електричних ланцюгів.

До генераторних відносяться електромагнітний, термоелектричний, п'єзоелектричний та інші методи.

Входом є якась величена X, але в виході електричний сигнал(Y).

(*)

x => ΔF => Δх => ΔR

Перетворення фізичної величини х електричний сигнал. Для візуалізації параметрів R, L, C, M до них слід підвести генератор електричної потужності

(*) До таких ланцюгів застосовні закони розрахунку електроланцюгів.

1.1 Метод опору.

У цьому вся методі використовується залежність електричного опору резисторів від різних неелектричних величин.

Наприклад, зміна омічного опору дротяного реостату при переміщенні ковзного контакту під дією механічних сил.