Вызов сантехника по телефонам:
(495) 226-02-10
(495) 723-37-87

 

Главная Услуги Датчики Цены Контакты

Классификация преобразователей физических величин. Основные классификационные признаки

В настоящее время существует множество разнообразных по принципу действия и по назначению ИП различных физических величин. С развитием науки и техники ИП совершенствуются, возникают новые виды ИП. Изучение всего разнообразия ИП невозможно без систематизации их свойств, без классификации.
Для классификации ИП необходимо в первую очередь установить целесообразные классификационные признаки. Эти признаки должны быть достаточно общими, чтобы учитывать требования как специалистов, работающих в области исследования и проектирования преобразователей, так и тех, кто занимается вопросами их пр^и^Йенения.
Одним из классификационных признаков измерительных преобразователей для потребителя является вид входной и выходной величин.
Для конструкторов и технологов целесообразнее классифицировать ИП по принципу их действия.
В качестве классификационных признаков можно принять также вид ФП, который определяется назначением преобразователя, структурную схему ИП или его место в структурной схеме средства измерений, энергетические свойства выходного параметра и т. п. Использовав те или иные классификационные признаки, можно привести ряд классификаций, каждая из которых по своему отражает основные свойства преобразователей и имеет свои как положительные стороны, так и недостатки.
Классификация. В зависимости от рода входной и выходной величин различают:
преобразователи электрических величин в электрические. Входными и выходными величинами таких преобразователей являются электрические величины. Это — преобразователи размера электрической величины (измерительные трансформаторы, измерительные делители тока и напряжения), а также преобразователи вида электрической величины (шунты, добавочные сопротивления);
преобразователи неэлектрических величин в неэлектрические. Это также могут быть преобразователи размера той или иной неэлектрической величины (рычаги, редукторы) или преобразователи вида входной величины, например консоли, мембраны, пружины и другие упругие механические преобразователи. Последние получили широкое распространение в качестве первичных преобразователей элементов датчиков давления, вибраций, ускорений;
преобразователи электрических величин в неэлектрические. Основную группу этих преобразователей составляют измерительные механизмы электрических приборов непосредственного преобразования, в которых входная электрическая величина преобразуется в перемещение указателя. Вторую большую группу составляют, так называемые обратные ИП (преобразовательные элементы), которые являются составной частью сложных ИП уравновешивающего преобразования и находятся в цепях обратной связи;
преобразователи неэлектрических величин в электрические представляют собой наиболее многочисленную и разнообразную группу ИП. Это объясняется, с одной стороны, многочисленностью самих неэлектрических величин и, с другой стороны, преимуществами электрических методов измерений и, соответственно, целесообразностью преобразования неэлектрических величин именно в электрические
Выходным сигналом ИП может быть энергетический процесс либо определенное свойство вещества. Соответственно различают генераторные и параметрические преобразователи. К генераторным относятся преобразователи, которые под в действием входных преобразуемых сигналов могут вырабатывать энергию, т. е. являются источниками э. д. с, тока, механической силы, давления и т. п. Параметрическими являются те преобразователи, в которых изменение входного сигнала приводит к изменению их определенных параметров — сопротивления, емкости, индуктивности, упругости и др Для получения выходного энергетического сигнала в этих случаях требуются дополнительные источники энергии
В зависимости от места ИП в структурной схеме средства измерения различают первичные, которые являются первыми в цепи последовательно соединенных преобразователей, и промежуточные, занимающие в измерительной цепи место после первичного
Изучение свойств преобразователей по физическим явлениям и эффектам, положенным в основу их работы, позволяет наиболее полно уяснить общие свойства той или иной группы преобразователей, найти общий подход к вопросу схемного и конструктивного решения целого ряда задач, связанных с их расчетом, конструированием и применением. Учитывая преимущество электрических методов измерения физических величин, здесь рассмотрим в основном преобразователи с электрическим выходным сигналом.
Таким образом, наиболее распространенные в измерительной технике преобразователи с их физических закономерностей, положенных в основу принципа действия могут быть разделены на:
1.Резистивные преобразователи. Резистив-ными называют преобразователи, в которых переносчиком измерительной информации является электрическое сопротивление. Резистивные преобразователи составляют две большие группы: электрические и механоэлектрические. В основу принципа преобразования электрических резистивных преобразователей (шунтов, добавочных резисторов, резистивных делителей и т. п.) положена зависимость между напряжением, током и электрическим сопротивлением, определяемая законом Ома, и зависимость электрического сопротивления проводника от его длины, удельного сопротивления. Принцип работы механоэлектрических резистивных преобразователей (например, реостатных) основан на изменении электрического сопротивления под действием входной преобразуемой механической величины. К реаис^вным преобразователям часто относят и тензорезисторы, принцип действия которых основан на изменении электрического сопротивления различных материалов под действием механической деформации. В качестве материалов таких преобразователей используются проводники с проволочными и фольговыми чувствительными элементами или полупроводники. В последнее время для построения тензопреобразователей стали применять эффекты изменения характеристик р-п переходов под давлением механического воздействия (тензодиоды и тензотран-зисторы).
2. Термопреобразователи. Среди этого класса преобразователей наиболее распространение получили термоэлектрические преобразователи температуры из проводниковых материалов (металлов и их сплавов), причем в принципе действия генераторных термоэлектрических преобразователей положены явления термоэлектричества. Также применяются полупроводниковые термопреобразователи и преобразователи, принцип действия которых заключается в изменении свойств р-п перехода при изменении темпера туры
3. Фотоэлектрические преобразователи.
В основу принципа действия оптических преобразователей положено преобразование потока оптического излучения. Фотоэлектрические преобразователи в зависимости от характера получения и преобразования информации могут состоять из приемника излучения, либо приемника, и источника излучения, либо приемника, источника и оптического канала.
Функциональные возможности фотоэлектрических преобразователей и область их применения значительно расширились в связи с достижениями оптоэлектронной техники, созданием оптических квантовых генераторов, светодиодов и др.•
4. Электростатические преобразовате
ли. К электростатическим относятся преобразователи, переносчиком измерительной информации в которых является электрический заряд. Различают две основные группы электростатических преобразователей: емкостные, принцип действия которых основан на взаимодействии двух заряженных тел, и пьезоэлектрические, возникновение электрического заряда в которых является следствием действия на преобразователь механических, тепловых и других факторов.
5. Гальваномагнитные измерительные преобразователи.
Принцип работы этих преобразователей основан на использовании гальваномагнитных эффектов, сущность которых заключается в изменении электрических параметров преобразователей под воздействием преобразуемого магнитного поля, в частности, в изменении электрического сопротивления (эффект Гаусса) или появлении э. д. с. (эффект Холла). Основными разновидностями гальваномагнитных преобразователей являются соответственно преобразователи Холла и магниторезисторные преобразователи.
6. Электромагнитные преобразователи.
Они составляют очень большую и разнообразную по принципу действия и по назначению группу преобразователей, объединенных общностью теории, принципа преобразования, основанного на использовании электромагнитных явлений.
Это масштабные электромагнитные преобразователи (измерительные трансформаторы, индуктивные делители напряжения и тока), индуктивные трансформаторные и автотрансформаторные преобразователи неэлектрических величин, а также индуктивные и индукционные преобразователи.

Источник: Santech-service.ru - Датчики.Справочник.. Перепечатка только с активной гиперссылкой на источник.
Автор: З.Ю.Готра

комната в Москве
жалюзи для пластиковых окон королев

Датчики. Справочник:



Copyright © 2008 www.santech-service.ru - ООО "Элон" - Сантехнические услуги