Измерение неэлектрических и магнитных величин
Приборы, предназначенные для измерения неэлектрических величин (давления, температуры, частоты вращения, деформаций, вибраций, расхода газов и жидкостей и др.), состоят из измерительного устройства и датчика. Измерительное устройство — это один из электрических приборов, рассмотренных выше. В датчиках происходит преобразование неэлектрической величины в один из параметров электрической цепи (например, ток, напряжение, сопротивление, индуктивность, емкость и пр.). Шкала датчика отградуирована непосредственно в единицах измеряемой неэлектрической величины. Датчики подразделяются на две группы: параметрические и генераторные. Действие параметрических датчиков основано на изменении электрического сопротивления, индуктивности, емкости, магнитной проницаемости и пр., действие генераторных датчиков — на возникновении ЭДС вследствие механического, магнитного, теплового, акустического или оптического воздействия.
Существует множество типов датчиков. Выбор того или иного типа должен проводиться в соответствии с используемым оборудованием и принципом его работы. Рассмотрим основные типы датчиков.
1. Реостатные датчики работают на изменении сопротивления реостата, движок которого перемещается под воздействием измеряемой неэлектрической величины.
2. Тензорезисторные (проволочные) датчики работают на изменении сопротивления проволоки при ее деформации.
|
|
|
3. Емкостные датчики используют в качестве датчиков влажности, перемещения, химического состава воздуха и др. Например, при механическом воздействии на емкостный датчик, он изменяет значение емкостного сопротивления, вследствие чего соответственно изменяется сила тока в цепи, в которую он включен.
4. Индуктивные датчики в момент растяжения, сжатия, охлаждения
или нагревания их сердечника изменяют свое индуктивное сопротивление.
5. Термочувствительные датчики. В них изменяется сопротивление полупроводникового резистора (терморезистора) под воздействием температуры.
6. Индукционные датчики работают на принципе преобразования неэлектрической величины (например, скорости, ускорения) в индуктированную ЭДС.
7. Термоэлектрические датчики работают на возникновении термо ЭДС и ее зависимости от температуры.
8. Фотоэлектрические датчики действуют на свет, падающий на фотоэлемент. От этого возникает электрический ток, регистрируемый чувствительным прибором.
9. Пьезоэлектрические датчики работают на принципе возникновения ЭДС при воздействии усилий на кристаллы некоторых материалов. При измерении магнитных величин также измеряется не магнитная, а электрическая величина, в которую магнитная величина преобразуется в процессе измерения. Затем расчетным путем на основании известных зависимостей между магнитными и электрическими величинами определяется магнитная величина.
|
|
|
Следует отметить, что при измерении магнитных величин базисной величиной является сила тока.
К измерению магнитных величин относится измерение характеристик магнитного поля (магнитной индукции В , напряженности магнитного поля Я, магнитного потока Ф).
В промышленных условиях для измерения В или Я, применяют электродинамический метод, при котором измеряют угол поворота катушки с током под действием магнитного поля намагниченного образца. К преимуществам метода относится возможность градуировки шкалы прибора непосредственно в единицах измеряемой величины
Для измерения магнитного потока применяют баллистический гальванометр, с помощью которого измеряют количество электричества в импульсе тока, индуктируемого в измерительной катушке при быстром изменении сцепленного с ней магнитного потока. Кроме баллистических гальванометров, для измерения магнитного потока
применяют веберметры (флюксметры). Веберметрами можно измерять медленно меняющиеся потоки.
|
|
|
Для измерения магнитной индукции магнитного поля применяют эффект Холла.
Датчики, использующие эффект Холла, относятся к генераторным, т.е. их действие основано на возникновении ЭДС, которая однозначно определяет характеристики измеряемого магнитного поля. Сущность эффекта Холла состоит в следующем: если через пластину из металла или полупроводникового материала (пластина Холла) пропустить ток и поместить ее при этом в магнитное поле, то между противоположными сторонами пластины возникнет ЭДС. Для того чтобы эффект Холла проявлялся в наибольшей степени, толщина пластины преобразователя должна быть наименьшей.
где d — толщина пластины; Rx — постоянная Холла; Ех — наводимая ЭДС.
Также для измерения магнитной индукции проводят измерения с использованием явления ядерного магнитного резонанса. Если на ядро любого вещества одновременно воздействовать постоянным и переменным высокочастотными магнитными полями, то при определенным соотношении между индукцией В и частотой переменного поля со наступает режим резонансного поглощения энергии ядрами этого вещества.
Множители и приставки, используемые для образования наименований и обозначений
десятичных кратных и дольных единиц СИ
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!