вход Вход Регистрация



19.1. Основные понятия и определения.

Постоянное развитие электроники , вычислительной техники , методов и средств информационных технологий существенным чином влияют и на развитие теоретических и прикладных аспектов метрологии. Состоялся практически повсеместный отказ от измерительных приборов со стрелочными шкалами и осуществленный переход к измерительным приборам с цифровыми шкалами и встроенными микропроцессорами. Как следствие этого, субъективная ошибка оператора при определении показаний сведена к нулю. Таким образом главным источником погрешности есть собственно измерительные преобразователи, цифровой^-цифровые-аналого-цифровые преобразователи и линии связи или передачи данных .

В реальной жизни измерению подлежат параметры физических процессов, которые имеют в подавляющем большинстве неэлектрическую природу (механические: сила, скорость, давление, деформация ; гидравлические : затрата, давление, скорость потока и т.д. В то же время, как упоминалось выше , основным средством измерения на данное время есть электронные средства, которые измеряют электрические сигналы на входе прибора . Поэтому для проведения измерений необходимый измерительный преобразователь неэлектрической физической величины в электрический сигнал.

Измерительное преобразование является отражением размера одной физической величины размером другой физической величины, функционально с ней связанной. Применение измерительных преобразований является единым методом практического построения любых измерительных устройств. Как упоминалось выше, в подавляющем большинстве случаев измерительное преобразование осуществляется путем преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал в виде тока или напряжения.

Измерительный преобразователь — это техническое устройство, построенное на определенном физическом принципе действия, которое выполняет одно частичное измерительное преобразование. Работа измерительных преобразователей протекает в сложных условиях, поскольку объект измерения — это, как правило, сложный, многогранный процесс, который определяется множеством параметров, каждый с которых действует на измерительный преобразователь совместно со сдачей параметров. Нас же интересует только один параметр, который называем измеренной величиной , а всю сдачу параметров процесса считаем препятствиями. В связи с этим для каждого измерительного преобразователя целесообразно установить его естественную входную величину, которая лучше всего воспринимается им на фоне препятствий. Так же необходимо выделить естественную исходную величину преобразователя. За природой исходной электрической величины преобразователи подразделяются на две большие группы:

генераторные ( с исходной величиной е = f (х) или i = f (х) и внутренним сопротивлением Zвн == const) и параметрические (с е,р,с, е =0 и исходной величиной в виде изменения R, L , С == f(x) , где х- исходная величина.

Функция преобразования измерительного преобразователя — это функциональная зависимость исходной величины от входной, что описывается аналитическим выражением или графиком. Чаще всего хотят иметь линейную характеристику преобразования, то есть прямую пропорциональность между изменением входной величины и соответствующим приростом исходной величины преобразователя.

Основные физические принципы, которые используются при проведении измерительных преобразований.

Не смотря на огромное разнообразие технически реализованных измерительных преобразователей перечень физических принципов или явлений, на базе которых строятся эти преобразователи не такой уже и большой. К ним можно отнести следующие :

Физические эффекты и явления:

· Прямой и обратный пьезоэффекты;

· Гальваномагнитные эффекты (эффект Холла)

· Эффекты Зеэбека и Пельтьє (возникновение термоэлектричества в разнородных материалах);

· Изменение сопротивления материалов под влиянием температуры;

· Зависимость величины электрической емкости конденсатора от расстояния между его обложками и значение диэлектрической постоянной ε изоляционного промежутка.

· Зависимость индуктивного сопротивления или взаимоиндукции от взаимного расположения индуктивных контуров;

· Эффект Доплера ( в ультразвуковых или лазерных измерителях.)

· Тензоэффект (изменение сопротивления материала при деформациях)

· Фотоэффекты;

· Магнитоанизотропний эффект (изменение магнитной проницаемости в зависимости от направления вектора магнитной индукции )

· Термопьезоэффект;

· Ионизирующее излучение;

Химические эффекты и явления, методы:

· Хроматография (метод разделения смесей на те, что представляют компоненты при прохождении подвижной фазы через стационарную фазу);

· Электрохимический:

· Спектроскопический ;

· Массовый;

· Термический;

Коротко рассмотрим некоторые измерительные преобразователи, их принцип действия и устройство, которые используются для измерения наиболее употребляемых физических величин, машиностроении и металлургической промышленности, где применение устройств силовой электроники самое распространенное.

Случайные новости

1 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ЧАСТОТАХ

1.1 Общие соображения

 

Автономные преобразователи, как правило, работают на частотах, лежащих в диапазоне от единиц до десятков, и даже сотен килогерц. В этом случае, в отличие от преобразователей, работающих на частоте промышленной сети, существенное значение имеют динамические параметры приборов: времена включения и выключения, время восстановления обратной электрической прочности (диодов), время восстановления управляемости (тиристоров), время рассасывания (биполярных транзисторов) и т.п. Кроме того, часто на режим работы силовых полупроводниковых приборов могут оказывать влияние паразитные параметры как самих приборов (например, входные и выходные ёмкости), так и других элементов схемы (например, индуктивности фильтровых конденсаторов или ошиновки). Характерной особенностью подобного режима работы силовых полупроводниковых приборов является рост коммутационных потерь по мере повышения рабочей частоты. Поскольку полная мощность, которая выделяется в приборе, ограничена конструкцией охладителя и условиями охлаждения, то с увеличением частоты нагрузочная способность силового прибора снижается. Таким образом, для обеспечения нормального теплового режима силовых полупроводниковых приборов необходимо сделать расчёт дополнительных потерь, связанных с повышением рабочей частоты, и, при необходимости, соответственно, снизить потери от прямого тока. К сожалению, точный расчёт коммутационных потерь в силовых полупроводниковых приборах представляет собой достаточно сложную задачу, тем более, что динамические параметры отдельных экземпляров приборов могут иметь значительный разброс. Поэтому, в большинстве случаев, целесообразно ограничиться приближённым расчётом, позволяющим сделать оценку возможности применения приборов данного типа в конкретной схеме преобразователя. Естественно, что подобные оценки должны выполняться относительно простыми методами. При необходимости, результаты оценочного расчёта могут уточняться моделированием на ПЭВМ.

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру