Параметрические измерительные преобразователи
Электромагнитные преобразователи составляют большую группу преобразователей, которые используются для измерения различных величин. В зависимости от принципа действия электромагнитные преобразователи делятся на параметрические и генераторные.
Параметрический преобразователь – это устройство, которое преобразует изменение входного механического воздействия в изменение параметров магнитной цепи - индуктивности обмотки и магнитного сопротивления.
По принципу действия параметрические преобразователи делятся на:
- Ионизационные.
- Реостатные.
- Тензочувствительные.
- Емкостные.
- Термочувствительные.
К основным характеристикам параметрического преобразователя относятся:
- Чувствительность преобразователя, которая представляет собой отношение изменения выходной величины измерительного преобразователя в входной величине, вызвавшей его. У чувствительности преобразователя есть размерность, которая зависит от природы входной и выходной величин. Главная проблема при проектировании и эксплуатации параметрического преобразователя заключается в обеспечении постоянства его чувствительности. Она должна как можно меньше зависеть от значений входной величины, ее скорости изменения, времени работы преобразователя и воздействия физических величин, которые характеризуют окружение объекта.
- Предел преобразования, представляющий собой максимальное значение входной величины, которое воспринимается преобразователем без его повреждения или искажения функции преобразования.
- Порог чувствительности, который представляет собой минимальное изменение входной величины, способное вызвать существенное изменение выходной величины преобразователя.
Генераторные преобразователи
Генераторный преобразователь – это преобразователь, в котором выходной величиной является электродвижущая сила или заряд, функционально связанные с измеряемой неэлектрической величиной.
Генераторные преобразователи делятся на:
- Термоэлектрические преобразователи или термопары. Работа данных устройств основана на термоэлектрическом эффекте, который возникает в цепи термопары. Для изготовления электродов термопары используются специальные сплавы стандартизированного состава и чистые металлы. Конструктивно термопары выполняются в виде двух изолированных термоэлектродов с рабочим спаем, который получается в результате сварки, помещенных в защитную арматуру, предохраняющую устройство от повреждений и внешних воздействий. Рабочие концы выводятся термопары выводятся в ее головку, которая снабжается зажимами для включения в электрическую цепь.
- Пьезоэлектрические преобразователи. Данные преобразователи основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, который заключается в появлении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (сегнетовая соль, кварц, турмалин и другие) из-за воздействия механических напряжений. Изготовление преобразователей из пьезокерамики значительно проще, чем из монокристаллов. Керамические датчики изготавливаются путем прессования или литья под давлением. На керамику наносятся электроды, к которым привариваются выводы. Для поляризации керамические изделия помещаются в сильное электрическое поле, после этого они приобретают свойства пьезоэлектриков. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения параметров движения: ускорения (вибрационное или линейное), акустических сигналов и удара.
- Индукционные преобразователи. Данные преобразователи основаны на использовании закона электромагнитной индукции. Индукционные датчики применяются для измерения скорости угловых и линейных перемещений. Выходной сигнал индукционного преобразователя может быть проинтегрирован или продифференцирован во времени при помощи электрических дифференцирующих или интегрирующих устройств. После данных преобразований сигнал становится пропорциональным ускорению или перемещению. Это обусловлено широким распространением индукционных датчиков в измерении линейных и угловых перемещений и ускорений.
