Чередов А.И., Щелканов А.В. Первичные измерительные преобразователи - файл n1.docx

приобрести
Чередов А.И., Щелканов А.В. Первичные измерительные преобразователи
скачать (1232.6 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx1272kb.04.03.2010 16:02скачать

n1.docx

  1   2   3   4   5   6   7
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»
А. И. Чередов, А. В. Щелканов


ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Учебное пособие

Омск

Издательство ОмГТУ

2010
УДК 621.317.7(075)

ББК 34.9я73

Ч46
Рецензенты:

П. И. Коротков, канд. техн. наук, ректор института радиоэлектроники,
сервиса и диагностики;

Б. В. Железняков, главный технолог ОАО «ООПЗ «Нефтехимавтоматика»
Чередов, А. И.

Ч46 Первичные измерительные преобразователи: учеб. пособие /
А. И. Чередов, А. В. Щелканов. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. – 92 с.
ISBN 978-5-8149-0989-3
Рассмотрены основные характеристики, физические основы некоторых видов первичных измерительных преобразователей различных физических величин (ПИП). Приведены основные характеристики некоторых отечественных и зарубежных ПИП.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Приборостроение» очной, очно-заочной и заочной форм обучения, также может быть полезно студентам других специальностей, изучающим средства измерений и контроля.
Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета.


УДК 621.317.7(075)

ББК 34.9я73





ISBN 978-5-8149-0989-3 © ГОУ ВПО «Омский государственный

технический университет», 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ





ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЕРВИЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 5

1.1. Основные термины и определения 5

1.2. Основные характеристики
первичных измерительных преобразователей 6

2. ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТЕМПЕРАТУРЫ 16

2.1. Терморезистивные ПИП 16

2.1.1. Проводниковые терморезисторы 17

2.1.2. Полупроводниковые терморезисторы 26

2.1.3. Измерительные цепи термопреобразователей сопротивления 32

2.2. Термоэлектрические ПИП 41

2.2.1. Материалы и конструкции чувствительных элементов 44

2.2.2. Основные характеристики термоэлектрических ПИП 47

2.2.3. Погрешности термоэлектрических ПИП 49

2.2.4. Измерительные цепи термоэлектрических ПИП 51

2.3. ПИП на основе p-n перехода 54

3. ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ДЕФОРМАЦИЙ, СИЛ, ДАВЛЕНИЙ 57

3.1. ПИП деформации 57

3.1.1. Тензорезистивные ПИП 57

3.2. ПИП давления 73

3.2.1. Тензорезистивные датчики давления 73

3.2.2. Емкостные датчики давления 75

3.3. Пьезоэлектрические ПИП силы 82

3.3.1. Материалы и основные характеристики
пьезоэлектрических ПИП 83

3.3.2. Погрешности пьезоэлектрических датчиков 88

3.3.3. Измерительные цепи пьезоэлектрических ПИП 89

Список литературы 93








ВВЕДЕНИЕ


Развитие науки, управление технологическими процессами, создание и внедрение в производство новых объектов техники немыслимы без получения количественной и качественной информации о тех или иных свойствах физических объектов и процессов, протекающих в них. Измерение – единственный способ получения количественной информации о каком-либо физическом объекте. Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения и контроля нескольких сот различных неэлектрических (тепловых, механических, оптических и др.) и электрических (электрическое напряжение, электрическое сопротивление и др.) величин.

Измерение неэлектрических величин может осуществляться как электрическими устройствами с предварительным преобразованием неэлектрической величины в электрическую, так и неэлектрическими устройствами.

Электрические средства измерений имеют ряд преимуществ перед другими средствами измерений. Они характеризуются простотой изменения чувствительности в широком диапазоне измерений и малой инерционностью, что позволяет производить измерения как медленно меняющихся, так и быстроменяющихся во времени величин; возможностью создания комплексных измерительно-информационных систем, передачи результатов измерения на большие расстояния и др. Получение информации о том или ином физическом объекте связано с организацией взаимодействия между объектом и другим материальным объектом (первичным измерительным преобразователем), воспринимающем соответствующую физическую величину.

В пособии рассматриваются первичные измерительные преобразователи различных неэлектрических величин с электрическим выходным сигналом.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЕРВИЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. Основные термины и определения


Все измерения начинаются с восприятия измеряемых величин и формирования измерительного сигнала, который затем подвергается необходимым преобразованиям. Подавляющее число физических неэлектрических величин в процессе измерения преобразуется в электрические величины. Для осуществления подобных преобразований находят широкое применение различные первичные измерительные преобразователи (ПИП).

Первичный измерительный преобразователь измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина, т.е. первый преобразователь в измерительной цепи измерительного прибора (установки, системы).

Одной из основных частей ПИП является чувствительный элемент, который воспринимает входную физическую величину.

Чувствительный элемент – это часть измерительного преобразователя в измерительной цепи, воспринимающая входную величину [1].
В чувствительном элементе с помощью определенного физического эффекта входная величина преобразуется в сигнал, поступающий в последующую измерительную цепь.

Конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь, от которого поступают измерительные сигналы (информация), называется датчиком.

Измерительный сигнал – это сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине.

Первичный измерительный преобразователь необязательно может быть датчиком и включается в измерительную цепь, которая может иметь в своем составе усилители, делители, модуляторы и другие устройства преобразования измерительного сигнала.

В общем случае под датчиком следует понимать конструктивно обособленную совокупность первичных преобразователей, воспринимающих одну или несколько входных величин и преобразующих эти величины в измерительные сигналы [1].

В литературе при описании первичного измерительного преобразователя, выполняющего функцию восприятия входной физической величины и формирования измерительного сигнала, широко используется термин «сенсор».

Сенсор – это первичный измерительный преобразователь, воспринимающий входную величину и формирующий измерительный сигнал.

Таким образом, сенсор и датчик выполняют одну и ту же функцию восприятия входной величины и формирования измерительного сигнала. Следует отметить, что термин «сенсор» акцентирует внимание на восприятии входной величины, а термин «датчик» - на формировании и выдаче измерительного сигнала [2].

В дальнейшем при рассмотрении первичных измерительных преобразователей различных физических величин, воспринимающих входную физическую величину и преобразующих ее в измерительный сигнал, будет использоваться как термин «первичный измерительный преобразователь», так и термин «датчик».
  1   2   3   4   5   6   7


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации