Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки




Рис. 4.65

стояние между его обкладками равно 5 - 5д; 5 - расстояние между обкладками преобразователя. Емкость преобразователя

С = + Сд) = eeQI [5е -5(e, -1)],

(4.165)

где Q - площадь обкладок.

Входной величиной преобразователя служит гфоизведение 8(е - - 1). Из этого следует, что прибор может бьп-ь проградуирован в единицах толщины только тогда, когда диэлектрическая проницаемость материала постоянна. Диэлектрическая проницаемость может изменяться, нащдамер, при изменении влажности гигроскопических материалов, поскольку диэлектрическая проницаемость воды Cjjq =81 значительно больще,чем у обычных диэлектриков.

Погрешность возникает также вследствие увеличения диэлектрических потерь с увеличением влажности.

Для измерения толщины листового материала могут использоваться ионизационные датчики. При этом источник излучения и ионизационный преобразователь ставят по разные стороны листа. С изменением толщины меняется интенсивность прошедшего через него излучения и показания прибора.

При прохождении 7-излучения или )3-частиц через вещество толщиной X интенсивность уменьшается по экспоненциальному закону

(4.166)

где Jo - интенсивность ,при отсутствии вещества, ослабляющего излучение; ц - линейный коэффициент ослабления.

Экспериментально установлено, что линейный коэффициент ослабления пропорционален плотности вещества р:

где р. - козффшдиент ослабления по массе. 206

(4.167)



Используя (4.167), голучим

/ = /об " (4.168)

Ослабление излучения огфеделяегся плотностью вещества и не зависит от рода вещества и его состояния. Из (4.168) следует, что входной величиной ионизационных толщиномеров является произведение рх. Градуировка прибора, тфедназначенного для измерения толщины одного материала, может быть пересчитана для измерения толщины другого.

Массовый коэффициент ослабления jum зависит от ввда излучения и его энергии. Высокой проницаемостью обладает 7-излучение, применяемое для измерения толщины листов тяжелых металлов и листов больщой толщины. Проникающая способность Рчастиц меньще. Они используются для измерения тонких листов легких металлов, например алюминия, а также таких материалов, как бумага, текстиль, кожа. Приборы, использующие 01астицы, могут применяться для измерения толщины в тфеделах рх = 1,3 г/см, толш.ина алюмкпж хфи этом 45 мм.

Измере1ше уровня жидкости. Измерение уровня жидкости в резервуаре обычно требуется для определения ее количества. Приборы для его измерения можно разделить на две группы: уровнемеры с поплавком постоянного погружения и уровнемеры, основанные на использовании физических свойств жидкости. Показания гфиборов первой группы мало зависят от вида и свойств жидкости.

Датчики уровнемеров первой группы имеют поплавок, плавающий на поверхности жидкости, и преобразователь его вертикального перемещения в электрическую величину. На рис. 4.66 показана ухфощен-ная схема уровнемера с реостатным тхреобразователем. Изменение уровня жвдкости с помощью поплавка 7 и рычага 2 преобразуется в изменение положения движка реостатного преобразователя 3. Это изменяет токи /i и /г в обмотках логометрического измерительного механизма 4. Последний градуируется в единицах уровня или количества жидкости. Если поплавок имеет постоянное сечение Q, то сила, выталкивающая его из жидкости.





Рис. 4.67

F = yxQ,

(4.169)

где у - плотность жидкости; х - глубина погружения поплавка.

Сила F уравновешивается весом G подвижной части датчика, приведенным к поплавку. Глубина погружения при этом

X = G/yQ.

(4.170)

Изменение плотности жидкости изменяет глубину погружения и создает абсолютную погрешность измерения уровня

Ах = iclx/dy)Ay = -(С/ет)А7.

(4.171)

Эта погрешность систематическая и может быть скорректирована введением поправки. Погрешюсть может быть уменьшена путем уменьшения веса поплавка G и увеличения его сечения Q.

Вторая группа уровнемеров более разнообразна по принципу действия. Широко применяются приборы с поплавком переменного погружения (буйковые уровнемеры). Входной величиной такого уровнемера является изменение веса жидкости, вытесненной поплавком (выталкивающая сила). Приборы ГСП этого типа описаны в § 4.2.14.

Так же широко используются емкостные уровнемеры. Преобразователем в таком уровнемере служат два параллельных электрода, погруженных в резервуар, в котором измеряют уровень жидкости. На рис. 4.67,я показана схема уровнемера с цилиндрическими электродами. Емкость преобразователя эквивалентна параллельному соединению двух цилиндрических конденсаторов, один из которых заполнен жидкостью с относительной диэлектрической проницаемостью ег и имеет высоту h, другой имеет высоту Н - h к свободен от жидкости. Емкость тфсобразователя

С = Coieh + Н - h) = Со[Н + h (е - 1)],

(4.172)



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0343