Измерения с помощью датчиков, преобразователей, сенсоров
Главная >> Общие принципы работы измерительных преобразователей
Принципы преобразования измеряемых физических параметров
   В каждом преобразователе, преобразующий элемент основан на определенном физическом принципе, который связан с электрическими характеристиками устройства так, что изменение измеряемой величины влечет за собой изменение этих характеристик. Изменения в электрических характеристиках создает электрический...

    Преобразователи, датчики, сенсоры - Информационный портал  © 2011 - 2017                          Использование материалов сайта возможно при размещении активной ссылки 
русский / english
Общие принципы работы измерительных преобразователей
 
   В точном смысле слова измерительный преобразователь является прибором, который преобразует изменение одной величины в изменение другой. В терминах электроники измерительный преобразователь определяется обычно как прибор, преобразующий неэлектрическую физическую величину (называемую измеряемой физической величиной) в электрический сигнал, или наоборот. Имеются, конечно, и исключения из этого правила.
   Отсюда следует, что измерительные преобразователи используются в электронных системах, т.е. в технических устройствах с. электрическим сигналом, отображающим результат измерений или наблюдений. С другой стороны, измерительный преобразователь может быть использован на выходе системы, чтобы, скажем, генерировать механическое движение в зависимости от электрического управляющего сигнала. Примером реализации преобразователей является система, в которой микрофон (входной преобразователь) превращает звук (измеряемую физическую величину) в электрический сигнал. Последний усиливается, а затем поступает на громкоговоритель (выходной преобразователь), воспроизводящий звук существенно более громкий, нежели тот, который воспринимается микрофоном.
   Довольно часто измеряемая величина согласно ее определению просто измеряется электронной системой, а полученный результат только отображается или запоминается. Однако в некоторых случаях измерения образуют входной сигнал управляющей схемы, которая служит либо для регулирования измеряемой величины относительно некоторого заранее установленного уровня, либо для управления переменной величиной в соответствии с измеряемой. Несмотря на очевидное частичное дублирование измерительных преобразователей в этих двух примерах, принято различать эти области  использования преобразователей, называя их соответственно контрольно-измерительное   оборудование   и   управляющее.
   В свою очередь, эти две области подразделяются на телеметрическое контрольно-измерительное оборудование (в котором измерительные системы используются совместно с радиолиниями, связи между преобразователем и устройствами отображения информации), химический анализ (при котором система используется для того, чтобы определить и отобразить относительное содержание составляющих смесь веществ), процесс управления (в котором производственный процесс, например прокат стали, контролируется и управляется) и т.д.
   Рассматривая структурные схемы контрольно-измерительной и управляющей систем следует остановиться на следующих главных моментах.
   Измеряемая величина - это подлежащая измерению физическая величина, например: ускорение, перемещение, сила, расход, уровень, положение, давление, механическое напряжение, температура, скорость и т. п. В некоторых случаях измеряемой может быть и электрическая величина, такая, как ток, напряжение или частота, которая преобразуется в электрический сигнал, пригодный для использования в других частях системы. При этом измерительный преобразователь является электрическим преобразующим элементом.
   Входной преобразователь, преобразующий измеряемую величину в электрический сигнал, - это прибор, пригодный для использования в других частях системы. Правда, хотя входные преобразователи генерируют электрический выход, существуют, однако, среди них и такие, которые имеют другую природу выходного сигнала, например давление воздуха, но таких преобразователей немного.  Преобразователи с неэлектрическим выходом применяются в качестве чувствительных элементов измерительных преобразователей или служат для превращения неэлектрического сигнала в электрический. Все функции преобразователей являются аналоговыми, поэтому в общем случае (за некоторыми исключениями) их сигналы также аналоговые.
   Линии связи - это линии между входным преобразователем и другой частью системы. Таких линий в строгом смысле может иногда и не быть, если, скажем, входной  преобразователь размещается в нескольких сантиметрах от другой части системы. Если же он располагается на другом расстоянии от системы, то должны быть предприняты шаги к тому, чтобы линии связи не влияли, либо слабо влияли на эффективность работы системы.
   Там, где в системе имеются существенные линии связи, требуется один или более каскадов сопряжения сигналов, чтобы малый выходной сигнал входного преобразователя усилить, подвергнуть аналого-цифровому преобразованию, фильтрации, модуляции и т. п. Это необходимо для того, чтобы информация, выдаваемая первичным преобразователем, не терялась при передаче ее к другим частям системы. Такие каскады могут включать в себя и схемы обработки сигнала, в которых содержащиеся в сигнале входного преобразователя данные подвергаются цифровой обработке, а результирующий сигнал или результаты вычислений могут быть отображены на дисплее, запомнены или использованы в целях управления. Сопряжение сигналов может осуществляться в нескольких точках системы.
   В некоторых случаях довольно сложно сделать заключение о том, где в системе аналоговые сигналы преобразователей становятся данными. Поэтому часто невозможно различать каскады формирования аналогового сигнала и обработки данных. К счастью, это различие является довольно значительным.
   Отображающие или запоминающие приборы - это приборы, которые индицируют текущее значение измеряемой величины для удобства работы оператора системы или запоминают соответствующую информацию для ее последующего использования.
   В случае управляющей системы применяются некоторые виды приборов, предназначенных для сравнения обрабатываемых данных с некоторыми опорными значениями и получения разностного сигнала.
   Работающий по разностному сигналу выходной преобразователь используется для управления измеряемой величиной.
   Безусловно, приведенные примеры систем содержат не все типы каскадов формирования и обработки сигналов и не отражают всех режимов работы контрольно-измерительных и управляющих систем.
   Вообще говоря, принципы работы входных и выходных преобразователей довольно просты. Конечно, режимы их работы существенно отличаются друг от друга - входные преобразователи обычно используются для преобразования изменений измеряемой величины в слабый электрический сигнал, а выходные преобразователи преобразуют мощный сигнал в сильное перемещение. По этой причине следует рассматривать два различных типа приборов.

датчики, сенсоры, измерительные преобразователи
  НОВОСТИ, РЕКЛАМА 
   Общие принципы работы измерительных преобразователей (датчиков)
   Измерительный преобразователь преобразует изменение величины. В терминах электроники измерительный преобразователь   ... >>>



   Принципы преобразования измеряемых физических параметров
   В каждом преобразователе, преобразующий элемент основан на определенном физическом принципе, который   >>>
Терморезисторы. Принцип работы
Преобразователи температуры. Термисторы
Термисторы, терморезисторы
Полупроводниковые терморезисторы
Платиновые термометры сопротивления
Платиновые и медные термосопротивления
Экспериментальные полупроводниковые датчики
- терморезисторы
Термометры
Низкотемпературные (криогенные) терморезисторы и термопары.

Термоэлектричество
Термоэлектрические охлаждающие устройства
Термоэлектрические преобразователи - генераторы ЭДС
Термоэлектрические преобразователи

Эффект Холла
Датчики Холла
Датчики Холла на основе пленок GaAs
Экспериментальные полупроводниковые датчики
- Холла
Эффект Холла. Преобразователи Холла
Автомобильный датчик Холла

Полупроводниковые тензорезисторы
Тензодатчики
Тензодатчики, тензорезисторы
Фольговые тензорезисторы
Измерение механических напряжений вибрирующей струной. Тензометр
Экспериментальные полупроводниковые датчики
- тензодатчики
Клеи, связующее для монтажа тензорезисторов
Датчики, преобразователи. Sensors, transducers
Loading...
Датчики, преобразователи, sensors, gauge