Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



где Со - емкость единицы длины преобразователя без жидкости; Я - высота электродов; h - высота уровня жидкости в гфеобразовате-ле. Входной величиной емкостного уровнемера является произведение к{ег-1).

Емкостный уровнемер типа РУС гфедназначен для измерения уровня диэлектрических и электрохроводных жидкостей. Его датчик гфеобра-зует измеряемый уровень жидкости в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. Для работы с электропроводными жидкостями используются электроды, выполненные в виде гфоводов с фторопластовой изоляцией, для (измерения уровня неэлектропроводных - неизолированные электроды, выполненные в виде коаксиальных труб, гибких тросиков, стальных лент. Диапазоны измерения лежат в хреде-лах от 0-0,4 до 0-20 м. Классы точности- 0,5; 1,0; 1,5; 2,5.

Для измерения уровня агрессивных жидкостей, а также если жидкость находится при высокой температуре или давлении, могут использоваться радиоактивные уровнемеры. В качестве гримера на рис. 4.67,6 хриведена схема уровнемера ИУ-3. Уро1внемер имеет источник 7-излучения в виде проволоки 2, содержащей радиоактивный изотоп кобальт-60, и ибнизационный преобразователь 1 (счетчик Гейгера-Мюллера), расположенные по разные стороны резервуара. Работа гри-бора основана на изменении поглощения 7-излучения при изменении ypoвн жидкости. С повьппением уровня, когда жидкость входит в пространство между источником 2 и счетчиком 1, излучение, попадающее на счетчик, уменьшается. Для. расширения диапазона измерения могут быть использованы несколько счетчиков, расположенных на высоте резервуара. Входной величиной данного уровнемера является произведение плотности жидкости на длину пути частицы от источника до греобразователя.

Уровнемеры второй группы могут применяться для измерения уровня самых разнообразных жидкостей. Однако хри изменении жидкости уровнемер должен бьпъ переградуирован, поскольку градуировка зависит от ее свойств.

Измерение силы. Для непосредственного измерения сипы могут применяться магнитоупругие и пьезоэлектрические датчики. Принцип действия и свойства этих датчиков рассмотрены вьппе. В качестве датчиков силы эти хреобразователи имеют ряд особенностей, ограничивающих их применение.

В магнитоупругих дагиках имеет место преобразование силы в механическое напряжение и механического нагряжения в изменшие магнитной гроницаемости. Для большего изменения последдей нужно создать в магнитопроводе значительные механические нагряжения по всему сечению магнитопровода. Это возможно гри измерении больших величин, сил. Диапазон измерения магнитоупругих динамометров обычно составляет 10* - 10* Н и более, хотя имеются гриборыис меньшим диапазоном измерения (4- 10 Н). Другой особенностью является невысокая точность этих хриборов.



Применение пьезоэлектрических динамометров ограничивается измерением динамических сил. Постоянные и медленно изменяющиеся силы этими гфиборами измеряться не могут. Недостатком пьезоэлектрических динамометров является трудность их градуировки в статических условиях.

Наибольщее применение нащли динамометры с тфомежуточным преобразованием силы в перемещение. В качестве такого преобразователя служит пружина. Ее деформация х пропорциональна приложенной силе F:

X = F/C, (4.173)

где С - жесткость пружины.

Перемещение тфеобразуется в электрическую величину с помощью реостатного, индуктивного или другого преобразователя перемещения. В качестве тфимера на рис. 4.68 представлен дифференциально-трансформаторный датчик динамометра. Он имеет кольцевую динамометрическую пружину к которой посредством щарнирных соединений 2, 3 прикладывается растягивающая сила. Внутри пружины на нижней ее части смонтированы два магнитотфовода 4, 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя; якорь преобразователя 6 соединен с верхней частью пружины. При действии растягивающей силы якорь перемещается между полюсами магнитотфоводов. Его перемещение преобразуется в электрическое напряжение.

В измерительной практике находят применение также динамометры с промежуточным преобразованием силы в деформацию материала. Сила воздействует на упругий элемент, создает в нем механические натфяжения и деформирует его. Преобразование деформации материала в электрическую величину троизводится тензорезистором. В последнее время в датчиках силы для весоизмерительной техники широко используются параллелограммные утфугие элементы (рис. 4.69). При действии силы F в ослабленных сечениях А-А и В~В появляются утфугие деформации: в сечении А~А - деформация растяжения, в сечении В-В - сжатия. Деформация утфугого элемента с помощью тензорезисторов треобразуется в электрический сигнал. Тензорезисторы Ry - R включаются в мостовую цепь. Применение четьфех наклеенных на один упругий чувствительный элемент тензорезисторов увеличивает чувствительность моста и уменьшает температурную погрешность прибора. Достоинством параллеяограммного утфугого элемента является его хорошая защищенность от поперечных сил, внецент-ренного тфиложения силы, изгибающих и вращающих моментов.

Силоизмерительные тензорезисторные датчики ГСП должны удовлетворять требованиям ГОСТ 15077-78.

На использовании тензорезисторов основан принцип действия устройства типа 1ЭДВУ9, которое предназначено для автоматического




Рис. 4.68

Рис. 4.69

кумсрсния массы. В различных модификациях диапазон измерения изменяется от 0,030-1,6 до 0,16-8 т. Класс точности 1,0.

Градуировка и поверка динамометров производится с помошью образцовых мер силы. В качестве этих мер служат гири. Вес гири (сила тяжести)

Р = mg.

(4.174)

где т - масса; g - ускорение свободного падения.

Для точного определения силы тяжести необходимо знать значение g в месте поверки динамометра.

Измерение давлений. Приборы для измерения давления - манометры - можно разбить на три группы. Первую группу составляют жидкостные манометры. Эти приборы имеют два сообщаюшихся сосуда, заполненных жидкостью. На поверхность жидкости в одном сосуде действует измеряемое давление. Это изменяет уровень жидкости в другом. Разность уровней Ah пропорциональна разности дачтений Pi - Рг.- действующих в одном и другом сосуде:

Ah = (pi - P2)lpg,

(4.175)

где р - плотность жвдкости; g - ускорение силы тяжести.

Жидкостный манометр является дифференциальным манометром, измеряюшим разность давлений. Однако с его помощью можно произвести и другие измерения давления. Если во втором сосуде над жвд-



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


0.0088