Загальні принципи роботи вимірювальних перетворювачів
Загальні принципи роботи вимірювальних перетворювачів
      У точному значенні слова вимірювальний перетворювач є приладом, який перетворить зміну однієї величини в зміну інший. В термінах електроніки вимірювальний перетворювач визначається зазвичай як прилад, що перетворює неелектричну фізичну величину (звану вимірюваною фізичною величиною) в електричний cигнал, або навпаки. Є, звичайно, і виключення з цього правила.
      Звідси витікає, що вимірювальні перетворювачі використовуються в електронних системах, тобто в техниче¬ских пристроях с. електричним сигналом, що відображує результат вимірів або спостережень. З іншого боку, вимірювальний перетворювач може бути використаний на виході системи, щоб, скажімо, генерувати механічний рух залежно від електричного сигналу, що управляє. Прикладом реалізації перетворювачів є система, в якійй мікрофон (вхідний перетворювач) перетворює звук (вимірювану фізичну величину) на електричний сигнал. Останній посилюється, а потім поступає на гучномовець (вихідний перетворювач), відтворюючий звук істотно гучніший, ніж той, який сприймається мікрофоном.
      Досить часто вимірювана величина згідно з її визначенням просто вимірюється електронною системою, а отриманий результат тільки відображується або запам'ятовується. Проте в деяких випадках виміри утворюють вхідний сигнал схеми, що управляє, яка служить або для регулювання вимірюваної величини відносно деякого заздалегідь встановленого рівня, або для управління змінною величиною відповідно до вимірюваної. Незважаючи на очевидне часткове дублювання вимірювальних перетворювачів в цих двох прикладах, прийнято розрізняти ці області  використання перетворювачів, називаючи їх відповідно контрольно-вимірювальне   устаткування   і   таке, що управляє.
      У свою чергу, ці дві області підрозділяються на телеметричне контрольно-вимірювальне устаткування (у якому вимірювальні системи використовуються спільно з радіолініями, зв'язки між перетворювачем і пристроями відображення інформації), хімічний аналіз (при якому система використовується для того, щоб визначити і відобразити відносний зміст тих, що становлять суміш речовин), процес управ¬ления (у якому виробничий процес, наприклад прокат стали, контролюється і управляється) і так далі
      Розглядаючи структурні схеми контрольно-вимірювальною і такою, що управляє систем слід зупинитися на наступних головних моментах. 
      Вимірювана величина - це фізична величина, що підлягає виміру, наприклад: прискорення, переміщення, сила, витрата, рівень, положення, тиск, механічна напруга, температура, швидкість і тому подібне. В деяких випадках вимірюваною може бути і електрична величина, така, як струм, напруга або частота, яка перетвориться в електричний сигнал, придатний для використання в інших частинах системи. При цьому вимірювальний перетворювач є електричним перетворюючим елементом.
      Вхідний перетворювач, що перетворює вимірювану величину в електричний сигнал, - це прилад, придатний для використання в інших частинах системи. Правда, хоча вхідні перетворювачі генерують електричний вихід, існують, проте, серед них і такі, які мають іншу природу вихідного сигналу, наприклад тиск повітря, але таких перетворювачів небагато.  Преоб¬разователи з неелектричним виходом застосовуються як чутливі елементи вимірювальних перетворювачів або служать для перетворення неелектричного сигналу на електричний. Усі функції перетворювачів є аналоговими, тому в загальному випадку (за деякими виключеннями) їх сигнали також аналогові.
      Лінії зв'язку - це лінії між вхідним перетворювачем і іншою частиною системи. Таких ліній в строгому сенсі може іноді і не бути, якщо, скажімо, вхідний  перетворювач розміщується в декількох сантиметрах від іншої частини системи. Якщо ж він розташовується на іншій відстані від системи, то мають бути зроблені кроки до того, щоб лінії зв'язку не впливали або слабо впливали на ефективність роботи системи.
      Там, де в системі є істотні лінії зв'язку, вимагається один або більш за каскади сполучення сигналів, щоб малий вихідний сигнал вхідного перетворювача посилити, піддати аналого-цифровому перетворенню, фільтрації, модуляції і тому подібне. Це необхідно для того, щоб інформація, що видається первинним перетворювачем, не втрачалася при передачі її до інших частин системи. Такі каскади можуть включати і схеми обробки сигналу, в яких що містяться в сигналі вхідного перетворювача дані піддаються цифровій обробці, а результуючий сигнал або результати обчислень можуть бути відображений на дисплеї, запам'ятали або використані в цілях управління. Сполучення сигналів може здійснюватися в декількох точках системи.
      В деяких випадках досить складно зробити ув'язнення про те, де в системі аналогові сигнали перетворювачів стають даними. Тому часто неможливо розрізняти каскади формування аналогового сигналу і обробки даних. На щастя, ця відмінність є досить значною.
      Прилади, що відображують або запам'ятовують, - це прилади, які відображають поточне значення вимірюваної величини для зручності роботи оператора системи або запам'ятовують відповідну інформацію для її наступного використання.
      У разі системи, що управляє, застосовуються деякі види компарирующих приладів, призначених для порівняння оброблюваних даних з некоторьши опорними значеннями і отримання різницевого сигналу.
      Вихідний перетворювач, що працює по різницевому сигналу, використовується для управління вимірюваною величиною.
      Безумовно, наведені приклади систем містять не усі типи каскадів формування і обробки сигналів і не відбивають усіх режимів роботи контрольно-вимірювальних систем, що управляють.
      Взагалі кажучи, принципи роботи вхідних і вихідних перетворювачів досить прості. Звичайно, режими їх роботи істотно відрізняються один від одного - вхідні перетворювачі зазвичай використовуються для перетворення змін вимірюваної величини в слабкий електричний сигнал, а вихідні перетворювачі перетворять потужний сигнал в сильне переміщення. З цієї причини слід розглядати два різні типи приладів.


Головна >> Загальні принципи роботи вимірювальних перетворювачів
Принципи перетворення вимірюваних фізичних параметрів
   У кожному перетворювачі, перетворюючий елемент заснований на певному фізичному принципі, який пов'язаний з електричними характеристиками пристрою так, що зміна вимірюваної величини спричиняє за собою зміну цих характеристик. Зміни в електричних характеристиках створює електричний..
ТДМ 2009-2010