ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

       

первичные (датчики), средства измерений, преобразующие измеряемую неэлектрич. величину в др. физ. величину, удобную для передачи на расстояние информации об измеряемой величине. Выходной величиной П. и. обычно явл. электрич. величина. П. и. входят в измерительные системы и явл. начальным звеном любого измерит. канала для измерения неэлектрич. величины.

Обычно выделяют три группы наиболее распространённых П. и.:

1) II. и., использующие механич. перемещение для изменения к.-л. параметра электрич. цепи или генерирования электрич. сигнала. Структурно многие П. и. этой группы состоят из двух частей — чувствит. элемента, преобразующего измеряемую величину в механич. перемещение, и преобразователя перемещения в электрич. величину;

2) П. и., использующие зависимость электрич. величины, характеризующей чувствит. элемент, от его темп-ры; 3) П. и., использующие изменение электрич. свойств объекта измерений с изменением его неэлектрич. параметров.

По виду выходной электрич. величины П. и. делят на п а р а м е т р и ч е с к и е и г е н е р а т о р н ы е. Выходной величиной параметрич. П. и. явл. пассивный параметр электрич. цепи — сопротивление, ёмкость, индуктивность, взаимная индуктивность. Их применение в измерит. системах требует вспомогат. источников питания.

Наиболее распространены след. виды параметрич. П. и,:

1) реостатные, к-рые представляют собой чувствит. элемент (щуп, мембрану и др.), перемещающий под воздействием неэлектрич. величины подвижную щётку реостата, изменяя его выходное сопротивление. Используются при измерениях с относит. невысокой точностью линейных и угловых перемещений, усилий, давлений и др. величин, к-рые могут быть преобразованы в линейное или угловое перемещение;

2) тензочувствительные, к-рые основаны на зависимости электрич. сопротивления материала проводника от механич. напряжения. Выполняются в виде тонкой (диаметром 0,02—0,05 мм) петлеобразно уложенной проволоки, приклеиваемой на объект измерения или чувствит. элемент П. и. При деформациях подложки происходит изменение механич. напряжения проволоки и, соответственно, её электрич. сопротивления. Находят широкое применение при измерениях деформаций, механич. напряжений, усилий, массы, давлений, моментов сил и др.;

3) термочувствительные, в к-рых используется зависимость сопротивления проводника (или полупроводника) от его темп-ры. Применяются для измерения темп-ры, скорости потоков, плотности, состава, теплопроводности газообразных и жидких веществ, а также вакуума; просты по конструкции, обладают относит. высокой точностью и чувствительностью;

4) индуктивные преобразователи, основанные на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток П. и. от положения отд. элементов магнитопровода, на к-рых они расположены и перемещение к-рых определяется чувствит. элементом, воспринимающим измеряемую величину. Используются при измерениях механич. перемещений, давлений, усилий, моментов, расходов и др. величин, преобразуемых в механич. перемещение;

5) ёмкостные П. и., основанные на зависимости ёмкости конденсатора от размеров и взаимного расположения его обкладок, а также от диэлектрич. проницаемости среды между ними; П. и. с изменением геом. размеров применяют для измерения перемещений и величин, к-рые могут быть преобразованы в перемещения. Ёмкостные П. и. на основе зависимости ёмкости от диэлектрич. проницаемости среды используются при измерениях уровня жидкостей, влажности в-в, толщины материалов из диэлектрика; обладают высокой чувствительностью, относит. малой инерционностью;

6) электролитические, основанные на зависимости электрич. сопротивления электролита от его концентрации, что и определяет их осн. назначение; выполняются в виде сосудов с электродами, питание обычно на перем. токе повышенной частоты для исключения электролиза;

7) ионизационные, основанные на зависимости сопротивления газового промежутка, подверженного ионизующему излучению, от размеров ионизируемого слоя, св-в газа и интенсивности ионизующего излучения. Представляют собой ионизац. камеру с источником излучения и электродами. Применяются для измерения величин, преобразуемых в механич. перемещение (напр., ионизац. манометр) и для измерений плотности и состава газов. Применяются гл. обр. для измерений в агрессивных средах и определения параметров сред, находящихся под большим давлением или имеющих высокую темп-ру.

Выходной величиной г е н е р а т о р н ы х П. и. явл. активная электрич. величина (эдс, ток). К генераторным П. и. относятся: 1) термоэлектрические, к-рые основаны на термоэлектрическом эффекте (см. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ) в цепи термопары: при различии темп-р точек соединения двух проводников из разнородных материалов, в цепи термопары возникает эдс; применяются гл. обр. для измерений темп-ры в широком диапазоне; 2) индукционные, основанные на эл.-магн. индукции: при перемещении катушки в поле пост. магнита в ней возникает эдс; применяются гл. обр. для измерений скорости линейных и угловых перемещений, ускорения, параметров вибрации, расхода; 3) пьезоэлектрические, в к-рых используется прямой пьезоэлектрический эффект: под воздействием механич. напряжений на поверхностях кристаллов кварца, сегнетовой соли и др. возникает электрич. заряд; применяются гл. обр. для измерения параметров быстро изменяющихся величин — переменных усилий, давлений, параметров вибраций; 4) гальванические, основанные на использовании эдс, возникающей при электрохим. вз-ствии электродов с р-ром (гальванич. эдс зависит от состава и концентрации р-ра); широко используются в хим., нефт., пищ. лром-сти для измерений концентрации ионов в растворах, газах, пульпе, а также измерений влажности.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.