Mga pagsukat ng elektrikal ng mga di-kuryenteng dami
Ang pagsukat ng iba't ibang di-electric na dami (displacements, pwersa, temperatura, atbp.) sa pamamagitan ng mga de-koryenteng pamamaraan ay isinasagawa sa tulong ng mga aparato at instrumento na nagko-convert ng mga hindi de-kuryenteng dami sa mga dami na umaasa sa kuryente, na sinusukat ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal na may mga balanseng na-calibrate sa mga yunit ng nasusukat na di-kuryenteng dami.
Ang mga nagko-convert ng mga di-electric na dami sa mga de-koryente o mga sensor na nahahati sa parametric batay sa pagbabago ng anumang elektrikal o magnetic parameter (resistance, inductance, capacitance, magnetic permeability, atbp.) sa ilalim ng impluwensya ng sinusukat na dami, at isang generator kung saan ang ang sinusukat na di-kuryenteng dami ay binago sa e. atbp. (induction, thermoelectric, photoelectric, piezoelectric at iba pa). Ang mga parametric converter ay nangangailangan ng panlabas na pinagmumulan ng kuryente, at ang mga yunit ng generator mismo ay mga pinagmumulan ng kuryente.
Ang parehong transduser ay maaaring gamitin upang sukatin ang iba't ibang di-electrikal na dami sa kabaligtaran, ang pagsukat ng anumang hindi elektrikal na dami ay maaaring gawin gamit ang iba't ibang uri ng transduser.
Bilang karagdagan sa mga converter at mga de-koryenteng kagamitan sa pagsukat, ang mga pag-install para sa pagsukat ng mga hindi de-kuryenteng dami ay may mga intermediate na koneksyon — mga stabilizer, rectifier, amplifier, panukat na tulay, atbp.
Upang sukatin ang mga linear na displacement, gumamit ng inductive transducers — mga electromagnetic device kung saan nagbabago ang mga parameter ng electric at magnetic circuit kapag ginagalaw ang ferromagnetic magnetic circuit o armature na konektado sa gumagalaw na bahagi.
Upang i-convert ang mga makabuluhang displacement sa isang electrical value, ginagamit ang isang transducer na may movable ferromagnetic translationally moving magi-conductor (Fig. 1, a). Dahil ang posisyon ng magnetic circuit ay tumutukoy sa inductance ng converter (Larawan 1, b) at, samakatuwid, ang impedance nito, pagkatapos ay may isang nagpapatatag na boltahe ng mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya na may isang alternating boltahe ng pare-pareho ang dalas na nagpapakain sa circuit ng isang converter, ayon sa kasalukuyang posible na ang paggalaw ng bahagi na mekanikal na konektado sa magnetic circuit ay tinatantya ... Ang sukat ng instrumento ay nagtapos sa naaangkop na mga yunit ng pagsukat, halimbawa sa millimeters (mm).
kanin. 1. Inductive converter na may movable ferromagnetic magnetic circuit: a - diagram ng device, b - graph ng dependence ng inductance ng converter sa posisyon ng magnetic circuit nito.
Upang i-convert ang mga maliliit na displacement sa isang halaga na maginhawa para sa pagsukat ng elektrikal, ang mga transduser na may variable na air gap ay ginagamit sa anyo ng isang horseshoe na may coil at isang armature (Larawan 2, a), na mahigpit na konektado sa gumagalaw na bahagi. Ang bawat paggalaw ng armature ay humahantong sa isang pagbabago sa kasalukuyang / sa coil (Larawan 2, b), na nagpapahintulot sa sukat ng de-koryenteng pagsukat na aparato na ma-calibrate sa mga yunit ng pagsukat, halimbawa, sa micrometers (μm), sa isang pare-pareho ang alternating boltahe na may isang matatag na dalas.
kanin. 2. Inductive converter na may variable na air gap: a - diagram ng device, b - graph ng dependence ng kasalukuyang ng coil ng converter sa air gap sa magnetic system.
Differential inductive converter na may dalawang magkaparehong magnetic system at isang karaniwang armature, na matatagpuan simetriko sa dalawang magnetic circuit na may air gap ng parehong haba (Fig. 3), kung saan ang linear na paggalaw ng armature mula sa gitnang posisyon nito ay nagbabago sa parehong air gaps pare-pareho, ngunit may iba't ibang mga palatandaan na nakakasira sa balanse ng pre-balanced na four-coil AC bridge. Ginagawa nitong posible na tantyahin ang paggalaw ng armature ayon sa kasalukuyang ng pagsukat ng dayagonal ng tulay, kung ito ay tumatanggap ng kapangyarihan sa isang nagpapatatag na alternating boltahe ng pare-pareho ang dalas.
kanin. 3. Scheme ng device ng differential inductive converter.
Gamitin upang sukatin ang mga mekanikal na pwersa, mga stress at nababanat na mga pagpapapangit na nagaganap sa mga bahagi at mga pagtitipon ng iba't ibang mga istraktura ng wire - mga transduser ng pag-igting, na, sa pagiging deformed, kasama ang mga bahaging pinag-aaralan, ay nagbabago ng kanilang electrical resistance.Karaniwan, ang paglaban ng isang strain gauge ay ilang daang ohms, at ang kamag-anak na pagbabago sa paglaban nito ay isang ikasampu ng isang porsyento at depende sa pagpapapangit, na sa nababanat na mga limitasyon ay direktang proporsyonal sa mga inilapat na puwersa at ang nagresultang mga mekanikal na stress.
Ang mga strain gauge ay ginawa sa anyo ng isang high-resistance zigzag wire (constantan, nichrome, manganin) na may diameter na 0.02-0.04 mm o mula sa isang espesyal na naprosesong copper foil na may kapal na 0.1-0.15 mm, na tinatakan ng bakelite varnish sa pagitan ng dalawang manipis na layer ng papel at sumailalim sa heat treatment (Fig. 4, a).
kanin. 4. Tenometer: a — diagram ng device: 1 — deformable part, 2 — thin paper, 3 — wire, 4 — glue, 5 — terminals, b — circuit para sa pagkonekta ng hindi balanseng resistor bridge sa braso.
Ang fabricated strain gauge ay nakadikit sa isang mahusay na nalinis na deformable na bahagi na may napakanipis na layer ng insulating glue upang ang direksyon ng inaasahang pagpapapangit ng bahagi ay tumutugma sa direksyon ng mahabang gilid ng mga wire loop. Kapag ang katawan ay deformed, ang nakadikit na strain gauge ay nakikita ang parehong pagpapapangit, na nagbabago sa elektrikal na resistensya nito dahil sa pagbabago sa mga sukat ng sensing wire, pati na rin ang istraktura ng materyal nito, na nakakaapekto sa tiyak na paglaban ng wire.
Dahil ang kamag-anak na pagbabago sa paglaban ng strain gauge ay direktang proporsyonal sa linear deformation ng katawan sa ilalim ng pag-aaral at, nang naaayon, sa mga mekanikal na stress ng panloob na nababanat na pwersa, kung gayon, gamit ang mga pagbabasa ng galvanometer sa pagsukat ng dayagonal ng ang pre-balanced resistor bridge, ang isa sa mga braso nito ay ang strain gauge, ay maaaring matantya ang halaga ng sinusukat na mekanikal na dami (Fig. 4, b).
Ang paggamit ng isang hindi balanseng tulay ng mga resistors ay nangangailangan ng pagpapapanatag ng boltahe ng pinagmumulan ng kuryente o ang paggamit ng isang magnetoelectric ratio bilang isang de-koryenteng pagsukat na aparato, sa mga pagbabasa kung saan nagbabago ang boltahe sa loob ng ± 20% ng nominal na boltahe na ipinahiwatig sa sukat. ng device ay walang makabuluhang epekto.
Gumamit ng mga thermosensitive at thermoelectric transducers upang sukatin ang temperatura ng iba't ibang media... Kabilang sa mga thermosensitive transducers ang metal at semiconductor thermistors, ang paglaban nito ay higit na nakasalalay sa temperatura (Fig. 5, a).
Ang pinakalaganap ay mga platinum thermistor para sa pagsukat ng mga temperatura sa saklaw mula -260 hanggang +1100 ° C at mga thermistor ng tanso para sa hanay ng temperatura mula -200 hanggang +200 ° C, pati na rin ang mga semiconductor thermistors na may negatibong koepisyent ng electrical resistance - thermistors , na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na sensitivity at maliit na sukat kumpara sa mga metal thermistor, para sa pagsukat ng mga temperatura mula -60 hanggang +120 ° C.
Upang maprotektahan ang mga transduser na sensitibo sa temperatura mula sa pinsala, inilalagay ang mga ito sa isang manipis na pader na bakal na tubo na may selyadong ilalim at isang aparato para sa pagkonekta ng mga wire sa mga wire ng isang hindi balanseng tulay ng risistor (Larawan 5, b), na ginagawang posible. upang tantyahin ang sinusukat na temperatura sa kahabaan ng agos ng pagsukat na dayagonal. Ang sukat ng magnetoelectric ratio na ginamit bilang isang metro ay nagtapos sa degrees Celsius (°C).
kanin. 5. Thermistors: a - mga graph ng pag-asa ng pagbabago sa kamag-anak na pagtutol ng mga metal sa temperatura, b - isang circuit para sa pagkonekta ng mga thermistor sa braso ng isang hindi balanseng tulay ng risistor.
Thermoelectric temperature transducers — mga thermocouple, henerasyon ng maliliit na e., atbp. c. sa ilalim ng impluwensya ng pag-init ng tambalan ng dalawang magkakaibang mga metal, inilalagay sila sa isang proteksiyon na plastik, metal o porselana na shell sa lugar ng sinusukat na temperatura (Larawan 6, a, b).
kanin. 6. Thermocouples: a — mga graph ng dependence ng d, atbp. p. para sa temperatura ng mga thermocouples: TEP-platinum-rhodium-platinum, TXA-chromel-alumel, THK-chromel-copel, b-assembly diagram para sa pagsukat ng temperatura gamit ang thermocouple.
Ang mga libreng dulo ng thermocouple ay konektado sa pamamagitan ng homogenous na mga wire sa isang magnetoelectric millivoltmeter, ang sukat nito ay nagtapos sa degrees Celsius. Ang pinakakaraniwang ginagamit na thermocouple ay: platinum-rhodium - platinum para sa pagsukat ng temperatura hanggang 1300 ° C at sa maikling panahon hanggang 1600 ° C, chromel-alumel para sa mga temperatura na naaayon sa ipinahiwatig na mga rehimen - 1000 ° C at 1300 ° C at chromel- bastard, na idinisenyo para sa pangmatagalang pagsukat ng temperatura hanggang 600 ° C at panandaliang - hanggang 800 ° C.
Mga pamamaraang elektrikal para sa pagsukat ng iba't ibang di-electric na dami. Malawakang ginagamit ang mga ito sa pagsasanay, dahil nagbibigay sila ng mataas na katumpakan ng pagsukat, naiiba sa malawak na hanay ng mga sinusukat na halaga, pinapayagan ang mga pagsukat at ang kanilang pagpaparehistro sa isang malaking distansya mula sa lokasyon ng kinokontrol na bagay, at nagbibigay din ng posibilidad na magsagawa ng mga sukat sa mga lugar na mahirap maabot.