Структурные схемы СИ

Измерительные устройства состоят из некоторого числа элементов (составных частей), предназначенных для выполнения таких, функций, как: преобразование поступающего сигнала по форме или виду энергии, успокоение колебаний, защита от помехонесущих полей, коммутация цепей, представление информации и т.п. К элементам измерительных устройств относят: опоры, направляющие, пружины, магниты, контакты, множительно-передаточные механизмы и т.п.

Основные составные части

1. Преобразовательный элемент – элемент СИ, в котором происходит одно из ряда последовательных преобразований величины;

2. Измерительная цепь – совокупность преобразовательных элементов Си, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации;

3. Чувствительный элемент – первый в измерительной цепи преобразовательный элемент, находящийся под непосредственны воздействием измеряемой величины;

4. Измерительный механизм – часть конструкции Си, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает из взаимное перемещение

5. Отсчетное устройство – часть конструкции Си, предназначенное для регистрации показаний.

6. Регистрирующее устройство – часть регистрирующего измерительного прибора, предназначенная для регистрации показаний.

На рисунке ниже приведены схемы измерительных устройств прямого действия (прямого преобразования) и сравнения (уравновешивающего или компенсационного преобразования).

Структурные схемы СИ прямого действия.

Рис..
Структурные схемы СИ сравнения

Работа этих типов приборов. На первом рисунке измеряемая физическая величина Х поступает в чувствительный элемент 1, где преобразуется в другую величину, удобную для дальнейшего использования (ток, напряжение, давление, перемещение, сила), и поступает на промежуточный преобразовательный элемент 2, который обычно либо усиливает поступающий сигнал, либо преобразует его по форме. (Элемент 2 может отсутствовать). Выходной сигнал элемента 2 поступает к измерительному механизму 3, перемещение элементов которого определяется с помощью отсчетного устройства 4. Выходной сигнал Y (показание), формируемый измерительным прибором, может быть воспринят органами чувств человека.

Перцептивная информация – это информация, предназначенная для органов чувств человека.

Показаниями называют значение величины, определяемое по счетному устройству и выраженное в принятых единицах этой величины. Отсчетное устройство представляет собой цифровое табло или, в подавляющем большинстве случаев, шкалу с указателем. Для шкальных от счетных устройств принято использовать ряд понятий, сущность большинства, из которых легко установить по рисунку ниже.

Схема измерительного прибора, основанного на методе уравновешивающего преобразования, показана на 3-м рисунке. Отличительной особенностью таких приборов является наличие отрицательной обратной связи. Здесь сигнал Z, возникающий на выходе чувствительного элемента, поступает на преобразовательный элемент 5, который способен осуществлять сравнение двух величин (элемент сравнения, ком парирующий элемент), поступающих на его вход. Кроме величины Z на выход элемента 5 подается величина с противоположным знаком Zур (уравновешивающий сигнал), которая формируется на выходе обратного преобразовательного элемента 6. На выходе элемента 5 формируется сигнал, пропорциональный разности значения величин Z и Zур. Этот сигнал поступает в промежуточный преобразовательный элемент 2, выходной сигнал которого поступает одновременно на измерительный механизм 3 и на вход обратного преобразовательного элемента 6. В зависимости от типа промежуточного преобразовательного элемента 2 при каждом значении измеряемого параметра и соответствующем ему значении Z разность Z-Zур, поступающая на вход элемента 5, может сводиться к нулю или иметь некоторое малое значение, пропорциональное измеряемой величине.

На остальных рисунках приведены структурные схемы измерительных преобразователей, основанных соответственно на методах прямого и уравновешивающего преобразователя. В этих схемах отсутствует измерительный механизм и отсчетное устройство. Этим определяется тот факт, что сигнал измерительных преобразователей имеет форму, недоступную для восприятия человеком. В то же время в составе измерительных преобразователей, как правило, имеется оконченный преобразовательный элемент 7, который формирует выходной сигнал (усиливает его по мощности, преобразует в частоту колебаний и т.д.) таким образом, что его можно передавать на расстояние, хранить и обрабатывать.

Параметрический датчик – датчик, изменяющий какой-либо из своих параметров под воздействием самой измеряемой величины и требует подключения к какому-либо внешнему источнику питания.

Генераторный датчик сам генерирует выходной сигнал и не требует подключения к внешнему источнику энергии.

Функция преобразования ИП – зависимость выходной величины данного ИП от входной, задаваемая либо аналитическим выражением, либо графиком, либо таблицами (тарировочные графики, таблицы).

Чувствительность преобразователя – именованная величина (в физических единицах), показывающая на сколько изменится выходная величина при изменении входной величины на одну единицу.

Порог чувствительности (разрешающая способность преобразования) – наименьшее изменение входного сигнала, которое может быть измерено преобразователем.

Воспроизводимость – мера того, на сколько близки друг к другу результаты измерений одной и той же физической величины.

Точность.

Поиск по сайту: