Измерение неэлектрических величин

Советы электрика
Нет комментариев
384 просмотров

Измерение неэлектрических величинПользоваться мультиметром или осциллографом для определения силы тока в сложных приборах приходится в основном специалистам. А вот измерение неэлектрических величин делает практически каждый день любой из нас. Существует большое количество приборов для определения температуры, линейных размеров, массы, влажности, углового расположения предметов и веществ.

Приборы и устройства, с помощью которых происходит преобразование подобных величин в электрические импульсы, измеряемые электроизмерительной аппаратурой, составляют большое количество видов. Преобразователи подобного рода разделяются на генераторные и параметрические. Для последних необходим посторонний источник энергии, а генераторные сами являются автономными источниками энергии.

Разновидности преобразователей

Рис. 1. Индуктивный преобразователь с подвижным ферромагнитным магнитопроводом: а — схема устройства, б — график зависимости индуктивности преобразователя от положения его магнитопровода.

Электроизмерительные приборы имеют промежуточные элементы для измерения параметров определяемых величин – усилители, мосты для измерения, выпрямители, стабилизаторы и другие звенья.
Линейные перемещения измеряются при помощи устройств, у которых происходит изменение магнитных и электрических цепей методом перемещения магнитопровода ферромагнитного типа.

Преобразователи с изменяющимся воздушным зазором применяются для превращения перемещений с небольшими параметрами в удобные для измерения величины.

Рис. 2. Индуктивный преобразователь с изменяющимся воздушным зазором: а - схема устройства, б - график зависимости тока обмотки преобразователя от воздушного зазора в магнитной системе.

Рис. 2. Индуктивный преобразователь с изменяющимся воздушным зазором: а — схема устройства, б — график зависимости тока обмотки преобразователя от воздушного зазора в магнитной системе.

Дифференциальные индуктивные преобразователи с одним якорем и двумя идентичными магнитными системами обладают большой чувствительностью.

Рис. 3. Схема устройства дифференциального индуктивного преобразователя.

Рис. 3. Схема устройства дифференциального индуктивного преобразователя.

Тензорезисторы (проволочные модели преобразователей) определяют величину упругих деформаций, напряжения материалов и приложенных механических усилий.

Сопротивление таких приборов достигает несколько сотен ом, а величина изменения этого показателя при деформации составляет всего несколько десятых процента от номинальной величины сопротивления тензорезистора.

Рис. 4. Тензорезистор: а - схема устройства: 1 - деформируемая деталь, 2 - тонкая бумага, 3 - проволока, 4 - клей, 5 - выводы, б - схема включения в плечо неуравновешенного моста резисторов.

Рис. 4. Тензорезистор: а — схема устройства: 1 — деформируемая деталь, 2 — тонкая бумага, 3 — проволока, 4 — клей, 5 — выводы, б — схема включения в плечо неуравновешенного моста резисторов.

Термочувствительные преобразователи, сопротивление которых в основном зависит от температуры, используются для определения температурных параметров в различной среде.

Рис. 5. Терморезисторы: а - графики зависимости изменения относительного сопротивления металлов от температуры, б - схема включения терморезисторов в плечо неуравновешенного моста резисторов.

Рис. 5. Терморезисторы: а — графики зависимости изменения относительного сопротивления металлов от температуры, б — схема включения терморезисторов в плечо неуравновешенного моста резисторов.

Генерирующие небольшую электродинамическую силу термопары помещаются в защитную оболочку в необходимой для изучения зоне.

Рис. 6. Термопары: а - графики зависимости э. д. с. от температуры термопар: ТПП - платинородий-платиновой, ТХА - хромель-алюмелевой, ТХК-хромель-копелевой, б - схема установки для измерения температуры с помощью термопары.

Рис. 6. Термопары: а — графики зависимости э. д. с. от температуры термопар: ТПП — платинородий-платиновой, ТХА — хромель-алюмелевой, ТХК-хромель-копелевой, б — схема установки для измерения температуры с помощью термопары.

Другие виды неэлектрических измерений

Коротко остановимся на других общепринятых способах измерений, наиболее часто используемых в различных областях человеческой деятельности.

Измерение длины

Величина одной сорокамиллионной части земного меридиана, проходящего через столицу Франции, была принята за эталон длины – метр. На протяжении нескольких лет физики и географы тщательно занимались установлением максимально точного значения архивного метра, изготовленного из сплава иридия и платины. Самый распространенный способ измерения длины – использование обычной линейки, прикладываемой к определенному объекту.

Определение массы

Приблизительно в один период с метром появился килограмм – единица массы. Эталоном служил платиноиридиевый цилиндр, в который помещался ровно один литр воды при температуре жидкости 4°С. Измерение этой величины производится при помощи весов.

Измерение температуры

Существуют общепризнанные стандарты определения температуры, принятые в Международной Системе единиц – Кельвины. 0 К – состояние, в котором находится вещество при полной остановке движения находящихся в нем молекул. В бытовых условиях более удобной и распространенной является шкала Цельсия.

Измерение углов

Проведение различных работ невозможно без точного определения углов. Прибор для измерений этого вида – брусок из металла с прозрачной ампулой, наполненной спиртом, которая впаивается в корпус. Внутри ампулы передвигается воздушный пузырек, находящийся посредине при расположении уровня параллельно поверхности земли. По делениям можно рассчитать угол наклона предмета.

Линейка в виде полукруга или полного круга называется транспортиром и применяется для построения и вычисления углов на технической документации и чертежах.

Определение давления

Многие производственные процессы и управление технологическими моментами невозможны без измерения давления. Такие параметры необходимо точно знать для определения плотности, расхода, уровня, температуры и других измерений неэлектрических величин. Па (паскаль) – единица давления в системе СИ.

Перемещение или сила неэлектрического выходного сигнала – это первичные преобразователи давления, соединяющиеся в единый блок с прибором измерения. Для передачи на определенное расстояние сигнал подобного типа преобразуется в пневматический или электрический. В таком случае оба преобразователя в общий измерительный прибор.

Измерение уровня

Расчет количества вещества в емкости можно рассчитать, зная ее площадь и уровень наполнения. Последний параметр служит для выполнения контроля при работе с твердыми сыпучими и жидкими материалами в ходе различных технологических операций. В случаях, когда не требуется определять уровень по всей высоте, используются узкопредельные уровнемеры с высокими показателями точности. К отдельному типу относятся приборы, применяемые для сигнализации предельных значений.

Влажность

Содержание воды в любой среде или физическом теле – показатель влажности. Определение этого показателя производится различными единицами, зачастую внесистемными.

Сравнение фактического и максимально возможного содержания влаги в определенном веществе при термодинамическом равновесии – это относительная влажность, обозначаемая в процентах от предельного уровня.

В воздухе влажность характеризует количество паров воды в земной атмосфере. Этот показатель является одним из главных при изучении климатических особенностей географического региона и погодных условий.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх