evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024281), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Погрешность может быть уменьшена путем уменьшения веса поплавка о и увеличения его сечения Д. Вторая группа уровнемеров более разнообразна по принципу действия, Широко применяются приборы с поплавком переменного ногружения (буйковые уровнемеры) . Входной величиной такого уровнемера является изменение веса жидкости, вытесненной поплавком (выгалкиваняцая сила) . Приборы ГСП этого типа описаны в й 42.14.
Так же широко используются емкостные уровнемеры. Преобразователем в таком уровнемере служат два параллельных электрода, погруженных в резервуар, в котором измеряют уровень жидкости. На рис. 4.67,а показана схема уровнемера с цилиндрическими электродами. Емкость преобразователя эквивалентна параллельному соединению двух цишпщрическвх конденсаторов, один из которых заполнен жидкостью с относительной диэлектрической проницаемостью ег и имеет высоту Л, другой имеет высоту Н вЂ” и и свободен от жидкости. Емкость преобразователя (4.
172) С = Са(е й + Н вЂ” й) = Со(Н + й (е„— 1) ), 203 где Се — емкость единицы длины преобразователя без жидкости; Н— высота электродов; и — высота уровня жидкости в лреобразователе, Входной величиной емкостнсго уровнемера является произведение Ь (е„— 1). Емкостный уровнемер типа РУС предназначен для измерения уровня диэлектрических и электропроводных жидкостей. Его датчик преобразует измеряемый уровень жидкости в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. Для работы с электропроводными жидкостями используютея электроды, выполненные в виде проводов с фторопластовой изоляцией, для 'измерения уровня неэлектропроводных— неизолированные электроды, выполненные в виде коаксиальных труб, гибких тросиков, стальных лент.
Диапазоны измерения лежат в пределах от 0 — 0,4цоΠ— 20 м, Классы точности — 0,5; 1,0; 1,5; 2,5. Для измерения уровня агрессивных жидкостей, а также если жидкость находится при высокой температуре или давлении, могут использоваться радиоактивные уровнемеры. В качестве примера на рис, 4.б7,б приведена схема уровнемера ИУ-3. Уровнемер имеет источник у излучения в виде проволоки 2, содержащей радиоактивный изотоп кобальт-бО, и ионизационный преобразователь 1 (счетчик Гейгера— Мюллера), расположенные по разные стороны резервуара. Работа прибора основана на изменении поглощения З-излучения при изменении урони~ жидкостть С повышением уровня, когда жидкость входит в пространство между источником 2 и счетчиком 1, излучение, попадающее на счетчик, уменьшается.
Для расширения диапазона измерения могут быть использованы несколько счетчиков, расположенных на высоте резервуара, Входной величиной данного уровнемера является произведение плотности жидкости на длину пути частицы от источника до преобразователя. Уровнемеры второй группы ь огут применяться для измерения уровня самых разнообразных жидкостей, Однако при изменении жидкости уровнемер должен быль переградуироваи, поскольку градуировка зависит от ее свойств, измерение силы.
Для непосредственного измерения силы могут применяться магнитоупругие и пьезоэлектрические датчики. Принцип действия и свойства этих датчиков рассмотрены выше. В качестве датчиков силы эти преобразователи имеют ряд особенностей, ограничивающих их применение. В магннтоупругих датчиках имеет место преобразование силы в механическое напряжение и механического напряжения в изменение магнитной проницаемости. Для большего изменения последней нужно создать в мапштопроводе значительные механические напряжения по всему сечению магнитопровоца. Это возможно при измерении больших величин сил.
Диапазон измерения магнитоупругих динамометров обычно составляет 10а — 10е Н и более, хотя имеются приборы и с меньшим диапазоном измерения (4 10з Н). Другой особенностью является невысокая точность этих приборов. 209 Применение пьезоэлектрических дииамометров ограничивается измерением динамических снл. Постоянные и медленно изменяюшиеся силы этими приборами измеряться не могут, Недостатком пьезоэлектрических динамометров является трудность их градуировки в статических условиях. Наибольшее примененис нашли дииамометры с промежуточным преобразованием силы в перемещение.
В качестве такого преобразователя служит пружина. Ее деформация х пропорциональна приложенной силе Г: (4.173) где С вЂ” жесткость пружины. Перемещение преобразуется в электрическую величину с помощью реостатного, индуктивного илидругого преобразователя перемещения. В качестве примера на рис, 4.б8 представлен дифференциально-трансформаторный датчик динамометра.
Ои имеет кольцевую дииамометрическую пружину 1, к которой посредством шарнирных соединений 2, 3 прикладывается растягиваюшая сила. Внутри пружины на нижней ее части смонтированы два магнитопровода 4, 5 дифференциально- трансформаторного преобразователя; якорь преобразователя б соединен с верхней частью пружины. При действии растягиваюшей силы якорь перемешается между полюсами магнитопроводов. Его перемещение преобразуется в электрическое напряжение. В измерительной практике находят применение также динамометры с промежуточным преобразованием силы в деформащпо материала.
Сила воздействует иа упругий элемент, создает в нем механические напряжения и деформирует его. Преобразование деформапии материала в электрическую величину производится тензорезистором. В последнее время в датчиках силы для весоизмерительной техники широко . используются параллелограммиые упругие элементы (рис. 4.69) . При действии силы г в ослабленных сечениях А — А и В-В появляются упругие деформации: в сечении А — А — деформация растяжения, в сечении  —  — сжатия.
Деформация упругого элемента с помощью тензорезисторов преобразуется в электрический сигнал. Тензорезисторы тг~ — Лч включаются в мостовую цепь. Применение четырех наклеенных на один упругий чувствительный элемент тензорезисторов увеличивает чувствительность моста и уменьшаег температурную погреш. ность прибора. Достоинством параллелограммного упругого элемента является его хорошая защищенность от поперечных сил, внецеитренного приложения силы, изгибающих и врашаощих моментов. Силонзмерительные тензорезисторные датчики ГСП должны удовлетворять требованиям ГОСТ 15077-78. На использовании тензорезисторов основан принцип действия устройства типа 1ЭДВУ9, которое предваэиачено для автоматического 210 Рис.
4.69 измерения массы, В различных модификациях диапазон измерения изменяется от 0,030 — 1,6 до 0,16 — 8 т. Класс точности 1,0. Грапуировка и поверка динамометров производится с помощью образцовых мер силы. В качестве этих мер служат гири. Вес гири (сила тяжести) (4.174) где гл — масса; а — ускорение свободного издания. Для точного определения силы тяжести необходимо знать значение К в месте поверки динамометра. Измерение давлений. Приборы для измерения давления — манометры — можно разбить на три группы. Первую группу составляют жидкостные манометры. Эти приборы имеют два сообщающихся сосуда, заполненных жидкостью.
На поверхность жидкости в одном сосуде действует измеряемое давление. Это изменяет уровень жидкосзи в другом, разность уровней ЬА пропорциональна разности да* ~ений Р ~ — Рз. действующих в одном и другом сосуде: (Р~ Рт)!РК. (4.175) где р — плотносп жидкости; я — ускорение силы тяжести. Жидкостный манометр является дифференциальным манометром, измеряющим разность давлений. Однако с его помощью можно произвести и другие измерения давления.
Если во втором сосуде над жвд- 211 а! Рис. 4.70 костью создан вакуум, то манометр измеряет абсолилное давление Р,. Если второй сосуд соединен с атмосферой, то прибор измеряет избьпочное давление р„. Если измеряемое абсолютное давление ра меньше атмосферного р,„то разность уровней будет пропорциональна вакууму рв: (4.176) В электрических жидкостных манометрах изменение уровня жидкости преобразуется в электрическую величину. На рнс. 4.70,а показана схема дифференциально-трансформаторного поплавкого датчика разности давлений ДПЗМ-2.
В этом датчике уровень жидкости с помощью поплавка постоянного погружения 1 преобразуется в перемещение плунжера дифференциально-трансформаторного преобразователя 2 с последую~ням преобразованием в ЗДС. Заполнителем могут быть вазелиновое или трансформаторное масло, вода, ртуть. Ко второй группе относятся пружинные манометры.
В этих манометрах измеряемое давление подается в маиометрическую пружину и деформирует ее на величину (перемещение), пропорциональную давлению. В качестве манометрической пружины используются сильфан, мембрана илн трубчатая пружина гтрубка Бурдона). Деформация пружины с помощью преобразователя перемещения преобразуется в электрическую величину. На рис. 4.70,б показана схема дифференциально-трансформаторного датчика разности давления типа ДМ.
Давления Р~ и Рэ подаются в камеры, содержащие мембранные коробки 1, 2. 212 гас 4.71 Полости коробок сообщаются и заполнены дистиллированной водой. Измеряемая разность давлений деформирует коробки и перемещает плунжер дифференциально-трансформаторного преобразователя 3. Перемещение плунжера, следовательно, и выходная ЭДС пропорциональны разноски давлений. Диапазоны измерения таких дифференциальных манометров лежат в пределах от 1,6 до 630 кПа. Основная погрешиосп в комплекте с вторичным прибором не превышает + 2 ть. Работа манометров третьей группы основана на изменении свойств газа '(плотности,теплопроводности,ионизационного тока и т.
д.) под действием давления. Изменение свойств газа преобразуется в изменение электрической величины. Манометры этой группы в основном служат для измерения абсолютного давления и с успехом лрименяютса для измерения вакуума. Градуировка и поверка манометров производятся с помощью грузо2юршневого манометра (рнс. 4.71). Он представляет собой гидравлическую систему, давление в которой создается поршнем 1, вставленным в цилиндр грузовой колонки 2. Поршень нагружается дисковыми гирями 3. Давление (4.177) р = СМ где С вЂ” вес поршня с гирями, Д вЂ” площадь сечении поршня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
