Измерение неэлектрических величин
Лекция 16 измерение неэлектрических величин
16.1 Структурные схемы приборов для измерения неэлектрических величин
Прибор прямого преобразования
X Y
Прибор с дифференциальным преобразователем
X=X0+DX Y1=Y0+DY Y=Y1–Y2=2DY
Рекомендуемые материалы
Y2= Y0 –DY
Прибор уравновешивающего преобразования
Х DХ Y
XК
 |
Преобразователи неэлектрических величин в электрические (ПНЭ):
· генераторные;
· параметрические.
16.2 Генераторные ПНЭ
Выходная величина:
♦ ЭДС, ♦ напряжение,
♦ ток, ♦ электрический заряд, функционально связанные с Хизм.
Термоэлектрические преобразователи (термопары)
(термоэлектрический эффект: возникновение ТЭДС при разности температур спаев разнородных проводников).
ЕТ = f (Т1 – Т2)
при Т2 = const
ЕТ = f (Т1)
Типы термопар: медь-копель, хромель-копель, хромель-алюмель, платинородий-платина и др.
Индукционные преобразователи
(основаны на электромагнитной индукции)
Пьезоэлектрические преобразователи
(прямой пьезоэлектрический эффект:
появление электрических зарядов на поверхности кристалла под действием механических напряжений).
Усилие по электрической оси 0x: 
Усилие по механической оси 0y: 
Материал: кварц, поляризованная керамика (титанат бария, титанат и цирконат свинца).
Гальванические преобразователи (ЭДС гальванической цепи зависит от химической активности ионов электролита).
16.3 Параметрические ПНЭ
Выходная величина: параметр электрической цепи
(R, L, C), функционально связанный с Хизм.
Реостатные преобразователи Rвых = f (Xизм)
Для измерения линейных и угловых перемещений, уровней и др. величин, преобразованных в перемещение.
Тензопреобразователи
(тензоэффект: изменение электрического сопротивления при деформации структуры)
По устройству:
- проволочные, фольговые и пленочные тензорезисторы;
- полупроводниковые тензисторы;
- полупроводниковые интегральные тензомодули.
Для измерения деформаций и величин, преобразованных в деформацию (усилий, моментов и др.)
Термопреобразователи Rвых = f (T)
По принципу использования:
1) без перегрева (измерение температуры среды)
2) перегревные (измерение скорости, плотности, состава среды и др.)
По устройству:
· проволочные (терморезисторы)
· полупроводниковые (термисторы, термодиоды, термотранзисторы)
для термистора 
Индуктивные преобразователи L = f (Xизм)
По устройству:
1) с изменяющимся немагнитным зазором (а);
2) дифференциальные (б);
3) трансформаторные (в);
4) магнитоупругие (г).
Емкостные преобразователи Свых = f (T)
По устройству:
1) с изменяющимся немагнитным зазором (а);
2) дифференциальные (б);
3) с изменяющейся диэлектрической проницаемостью среды (в).
Ионизационные преобразователи
(ионизация газа или люминесценция вещества под действием ионизирующего излучения)
По устройству:
1) ионизационные камеры (участки А и В);
2) газоразрядные счетчики (участки С, D).
Ионизирующие лучи: α, β, γ, рентгеновские, нейтронные.
Для измерения толщины изделий, плотности и т.д.
16.4 Примеры приборов для измерения неэлектрических величин
Реостатный поплавковый уровнемер
Термометр сопротивления
Тензорезистивный
манометр
Импульсный индукционный тахометр
Лекция 17 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
17.1 Общие сведения
Измерительные информационные системы (ИИС) – совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств для автоматического получения, обработки и передачи измерительной информации, а также для автоматического осуществления функций контроля, диагностирования и идентификации.
Используются:
· самостоятельно;
· как составная часть информационной системы;
· как составная часть системы автоматического управления, автоматического проектирования и др.
По функциональному назначению:
Ø измерительные системы;
Ø системы автоматического контроля;
Ø системы технической диагностики;
Ø системы идентификации (распознавания образа).
По организации алгоритма роботы:
· с жестким алгоритмом;
· программируемые;
· адаптивные.
По дальности действия:
Ø ближнего действия;
Ø телеизмерительные.
17.2 Измерительная информация
Носители измерительной информации:
· постоянный ток (напряжение)
· синусоидальное напряжение
· импульсный ток (напряжение)
Передача информации о значениях измеряемой величины Х → модуляцией информативного параметра А:
.
А0 – значение до модуляции; k – коэффициент.
Постоянный ток (напряжение)
Информативный параметр – значение тока (напряжения).
Синусоидальное напряжение
Информативные параметры:
· амплитуда;
· частота;
· фаза.
Пример: амплитудная модуляция
Импульсное напряжение
Информативные параметры:
· амплитуда; ● частота;
· длительность импульса; ● фазовый сдвиг.
Амплитудно-импульсная модуляция:
Частотно-импульсная модуляция:
Широтно-импульсная модуляция:
Передача информации:
· параллельного типа;
· последовательного типа;
17.3 Структура ИИС
Обобщенная структурная схема ИИС:
Каналы связи:
Ø проводные линии (на короткие расстояния);
Ø существующие линии телефонии и телеграфии;
Ø высоковольтные линии электропередачи;
Ø волоконно-оптические;
Ø радиорелейные.
По количеству информационных каналов в одном канале связи:
· одноканальные ИИС;
· многоканальные ИИС.
Представление измерительной информации:
· дисплей;
· аналоговые приборы, цифровые приборы;
· световая сигнализация, звуковая сигнализация;
· магнитная запись.
17.4 Измерительные системы
Основная функция – сбор измерительной информации.
Ø ИИС параллельного типа
n
Ø ИИС последовательного типа
 |
ИК
 | |||||
 | |||||
 | |||||
17.5 Системы автоматического контроля
Основная функция – контроль состояния объекта.
Ø Системы с непрерывным контролем
 |
n
Ø Системы с дискретным контролем
17.6 Системы технической диагностики
Назначение:
· контроль состояния и обнаружение неисправностей;
· прогнозирование поведения объекта.
 |
Рекомендация для Вас - Режим работы психологической консультации.
Виды проверок: ● функциональная;
● алгоритмическая;
● тестовая.
Пример СТД в электроэнергетике – система противоаварийной автоматики.
