Общие сведения

Измерительные преобразователи (ИП) механических величин применяются как самостоятельные приспособления для контроля положения объектов и их частей в процессе движения, так и преобразовательные элементы в других устройствах для измерения линейных и угловых перемещений. ИП механических величин можно разделить на дискретные и непрерывные. Дискретные ИП используют для контроля конечных или промежуточных положений подвижных объектов или их частей. Непрерывные ИП используют для непрерывного контроля перемещений. Среди них различают ИП линейного (поступательного) и углового (вращательного) перемещения. Указанные ИП имеют различные статические характеристики. Статическая характеристика определяет функциональную зависимость выходной величины Y от входной Х в установленном режиме, т. е. после истечения времени, когда изменения информации, массы, энергии в звене прекратились. Аналитически статическую характеристику можно обозначить как Y= f(X).

В зависимости от вида функции f, ИП делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся ИП, в которых статическая характеристика имеет вид Y= KX (рис. 3.1, а). Это уравнения прямой линии, которая выходит из начала координат. Величину K называют коэффициентом передачи ИП. В метрологии эту величину называют коэффициентом чувствительности. При нелинейной характеристике коэффициент K меняется в значительных пределах и определяется как K =∆Y /∆X

для соответствующего рабочего пункта А (рис. 3.1, б).

Для каждого преобразователя существует порог чувствительности ∆₀ -это минимальное значение входной величины, которая может быть измеренная с помощью данного преобразователя. Максимальное значение входной величины, которое можно измерять с помощью преобразователя с нормированной погрешность, называется границей преобразования. Отношения границы преобразования X_м к порогу чувствительности называют диапазоном измерения .

Дискретные ИП имеют, как правило, релейную статическую характеристику (рис. 3.1, в, г). У них при некотором значении плавно изменяемой входящей величины Х происходит резкое, скачкообразно изменение выходной величины Y. Причем из-за наличия в дискретных ИП зоны неоднозначности наблюдается неоднозначность хода характеристики. При непрерывном увеличении и уменьшении входной величины Х скачкообразно изменение выходного Y происходит при разных значениях Х.

В первом случае при Х = Хср (срабатывания) Y скачком меняется .

Во втором случае при Х = Хотп (отпускания) Y меняется от .

Такие статические характеристики называются релейными. Они могут быть нереверсивными, если при уменьшении или увеличении Х величина Y не меняет знак или направление (рис. 3.1, в), и реверсивными, в которых при изменении направления Х меняется знак Y (рис. 3.1, г). Для статических характеристик релейной ВП можно определить коэффициент

и зону возврата

К элементам с релейной характеристикой относятся различные контактные и бесконтактные конечные выключатели, электромагнитные и пневматические реле, контактные измерители уровня, температуры и др.