Электрлік және электрлік емес шамаларын өлшеу

Электрлік өлшеулер үлкен дәлдікке, сенімділікке, қарапайымдылыққа және арзанға ие. Сондықтан электр өлшеу құралдары электрлік емес шамаларды өлшеуде кеңінен қолданылады. Электрлік емес шамаларды өлшейтін электр жүйесіне датчик (түрлендіргіш), аралық құрылғылар және индикатор сияқты негізгі компоненттер кіреді. Электрлік емес шамаларды өлшеу дегеніміз-бұл электрлік емес датчиктің түрлендіруі, мысалы, сұйықтық деңгейінің, қозғалыс жылдамдығының, температураның және т. б. Кедергі, кернеу немесе тоқ күші, индикатормен өлшенетін шамалар, қарапайым электр өлшеуіш аспатарымен өлшенеді.

Электр өлшеуде аспатарды екі түрге бөледі:

• Аналогты- бұндай аспатарда шкаладағы көрсеткішті стрелка көрсетеді;

• Сандық- бұндай аспаптарда аналогты- санды түрлендіргіш кірісті сигналды сандыққа түрлендіреді де, ЖК-дисплеуға көрсетеді.

Бүгінгі таңда цифрлық құрылғылар Аналогты алмастырды, оны толығымен айтуға болады, өйткені, ең алдымен: оларды қолдану оңай (аналогтан (бағыттағыштан) айырмашылығы, өлшеу шегі немесе түсіну керек құрылғы шкаласын бітіру сияқты ұғымдар жоқ); олар аналогқа қарағанда дәлірек.

Мұндай құрылғылардың келесі артықшылығын атап өткен жөн: Электрлік өлшеулер Электрлік емес шамаларды тіпті қол жетімді емес жерлерде немесе айтарлықтай қашықтықта тексеруге мүмкіндік береді.

Бірдей түрлендіргішті әртүрлі электрлік емес шамаларды өлшеу үшін қолдануға болады, керісінше кез-келген электрлік емес шаманы өлшеу әр түрлі түрлендіргіштердің көмегімен жасалуы мүмкін.

Түрлендіргіштер мен электр өлшегіштерден басқа, электрлік емес шамаларды өлшеуге арналған қондырғыларда аралық сілтемелер бар - тұрақтандырғыштар, түзеткіштер, күшейткіштер, өлшеу көпірлері және т. б.

Сызықтық қозғалыстарды өлшеу үшін индуктивті түрлендіргіштер қолданылады - электр және магниттік тізбектердің параметрлері қозғалатын бөлікке қосылған ферромагниттік магнит тізбегінің немесе якорьдың қозғалысы кезінде өзгеретін электромагниттік құрылғылар.

Айтарлықтай қозғалыстарды электр шамасына айналдыру үшін жылжымалы ферромагниттік ілгерілемелі қозғалатын магиит өткізгіші бар түрлендіргіш қолданылады (сурет. 1, а). Магниттік тізбектің орны түрлендіргіштің индуктивтілігін анықтайтындықтан (сурет. 1, б), демек, оның кедергісі, содан кейін түрлендіргіш тізбегін беретін тұрақты жиіліктің айнымалы кернеуінің электр энергиясының көзінің тұрақтандырылған кернеуімен магниттік тізбекпен механикалық байланысқан бөліктің қозғалысын ток арқылы бағалауға болады. Құрылғының шкаласы тиісті өлшем бірліктерінде, мысалы миллиметрде (мм) жазылады.

Сур. 1. Жылжымалы ферромагниттік магниттік тізбегі бар индуктивті түрлендіргіш: а - құрылғының диаграммасы, б-түрлендіргіштің индуктивтілігінің оның магниттік тізбегінің жағдайына тәуелділік графигі.

Екі бірдей магниттік жүйесі бар дифференциалды индуктивті түрлендіргіштер және бірдей ұзындықтағы ауа саңылауы бар екі магнит өткізгіштерге қатысты симметриялы орналасқан бір жалпы якорь үлкен сезімталдыққа ие (сурет. 2) арматураның сызықтық қозғалысы оның орташа позициясынан екі ауа саңылауын бірдей өзгертеді, бірақ әртүрлі белгілермен, бұл төрт ораманың алдын-ала теңдестірілген ауыспалы ток көпірінің тепе-теңдігін бұзады. Бұл якорьдың өлшеу диагоналінің тогымен қозғалуын бағалауға мүмкіндік береді, егер ол тұрақты жиіліктің тұрақтандырылған ауыспалы кернеуінде қуат алса.

Сур. 2. Дифференциалды индуктивті түрлендіргіш құрылғысының схемасы.

Әр түрлі құрылымдардың бөліктері мен түйіндерінде пайда болатын механикалық күштерді, кернеулерді және серпімді деформацияларды өлшеу үшін сым түрлендіргіштері қолданылады - тензорезисторлар, олар деформацияланып, зерттелген бөлшектермен бірге электрлік кедергісін ауыстырады. Әдетте тензорезистордың кедергісі бірнеше жүз ом құрайды, ал оның қарсыласуының салыстырмалы өзгерісі пайыздың оннан бір бөлігін құрайды және серпімділік шегінде қолданылатын күштер мен пайда болатын механикалық кернеулерге тура пропорционал болатын деформацияға байланысты.

Сур. 3.Тензорезистор: а-құрылғы схемасы: 1 - Деформацияланатын бөлік, 2 - Жұқа қорап, 3 - сым, 4 - желім, 5 - түйреуіштер, B-теңгерілмеген резистор көпірінің иығына қосылу схемасы.

Әр түрлі ортаның температурасын өлшеу үшін жылу сезгіш және термоэлектрлік түрлендіргіштер қолданылады. Ыстыққа сезімтал түрлендіргіштерге металл және жартылай өткізгіш термисторлар жатады, олардың кедергісі көбінесе температураға байланысты.

-260 - тан +1100 °C - қа дейінгі температураны өлшеуге арналған платина термисторлары және мыс термисторлары-200-ден +200 °C-қа дейінгі температура аралығы үшін, сондай-ақ электр кедергісінің теріс коэффициенті бар жартылай өткізгіш термисторлар-металл термисторлармен салыстырғанда жоғары сезімталдықпен және кішкентай өлшемдермен сипатталатын термисторлар -60-тан +120 °C-қа дейінгі температураны өлшеу үшін.