Лекция 9 Измерительные устройства

регулирования, характеризуется зависимостью между выход­ной и входной величинами в установившемся

и переходном режи­мах.

В установившемся режиме эта зависимость характеризует ста­тическую характеристику устройства.

В переходных режимах – динамическую характеристику (передаточную функцию).

02

(пружины, мембраны, сильфоны).
Статическая характеристика устройств этого типа линейная.
Динамические характеристики

механических измерителей давления описываются передаточной функцией (ПФ) инерци­онного или когда масса подвижных частей значительна - колеба­тельного звена.
Для измерения разности давлений используют дифференци­альные манометры, выходная величина S которых пропорцио­нальна разности контролируемых давлений р1—р2. Для очень малых давлений удобны колокольные манометры.

03

измерителя от температуры.
Работа этой группы преобразователей основана:
1) на теп­ловом

расширении твердых тел, жидкостей или газов (биметалли­ческие, дилатометрические, манометрические, поплавковые измерители),
2) на из­менении сопротивления проводников и полупроводников (термо­резисторы) или изменении термоЭДС, возникающей в двух проводниках разной физической природы при наличии разности тем­ператур в точках их соединения (термопара).
Диапазон измерения металлических: платиновых терморезисторов от -220 до 500 °С, медных от -50 до 180°С. Статическая характеристика их в рабочем диапазоне измеряемых температур практически линейна.

04

хромель-алюмелевых термопар от -50÷100°С, а хромель-копелевых от -50÷600°С.
Работа дилатометрических и

биметаллических измерительных преобразователей основана на различии коэффициентов теплово­го расширения твердых тел, из которых выполнены чувствитель­ные элементы.
В манометрическом преобразователе изменение температуры окружающей среды t вызывает изменение давления в замкнутой системе, заполненной жидкостью, парожидкостной смесью или газом.
Полупроводниковые терморезисторы используют для измере­ния температуры от -90до180°С. В отличие от металлических их статическая характеристика нелинейная.
Передаточные функции измерите­лей температуры могут быть аппрокси­мированы последовательно включенными инерционным и запаз­дывающим звеньями.

05

использую­щие массу сосуда с жидкостью, гидростатическое давление или за­висимость электрического

сопротивления от уровня контролируе­мой жидкости.

В динамическом отношении измерители уровня эквивалентны колебательным звеньям или безынерционным звеньям.

Имеют место емкостные, ультразвуковые и радарные измерители уровня.

06

м3/с) единицах. Связь между ними опреде­ляется соотношением m = Vρ,

где ρ - плотность измеряемой сре­ды, кг/м3.
Расход жидкости или газа при ρ = const можно измерить с по­мощью дроссельного расходомера .
Статическая характеристика
такого измерительного
устройства нелинейна.
В динами­ческом отношении
он эквивалентен безынерцион-
ному звену.

07

счетчики, рабочий орган которых — крыльчат­ка, вращаемая потоком жидкости.
Объемный

расход жидкости или газа можно с помощью пневмометрической трубки. Последнюю располагают по оси трубопровода навстречу потоку. Она воспринимает динамический напор ∆p.
Устройства этого типа
используют для измерения
расхода жид­костей или
газов в трубопроводах
больших диаметров и
некругло­го сечения.

08

оптическими, индуктивными, вихре-токовыми, ультразвуковыми, магнито-резистивными, потенциометрическими, магнитострикционными и на основе

эффекта Холла.

У таких преобразователей статическая характеристика в пределах рабочего диапазона линейна.

Динамически они являются безынерционными звеньями.

09

частотных и электричес­ких устройств.
К механическим измерителям частоты вращения относят цент­робежные

тахометры, при вращении вала которых на грузы дей­ствует центробежная сила. В динамическом отношении центробежные тахометры — коле­бательные звенья. К механическим измерителям относят также гироскопы.
Гидродинамические измерители преобразуют угловую скорость вращения в давление жидкости, создаваемое насосом.
В индукционных измерителях при вращении создается момент вра­щения, пропорциональное частоте вращения входного вала.

10

развивае­мой генератором постоянного тока ЭДС U от частоты вращения ротора

п. В динамическом отношении электрический тахометр подобен безынерционному звену.
При измерении частоты вращения рабочих органов мобильных сельскохозяйственных агрегатов часто применяют импульсные из­мерители скорости, преобразующие угловую скорость в частоту следования импульсов некоторого значения (тока, светового пото­ка, излучения и т.д.). В динамическом отношении эти измери­тельные устройства также подобны безынерционному звену.

11