С пневматическим преобразованием

Измерительные средства

С электрическим преобразованием

Достоинства и недостатки измерительных средств

Достоинства:

1. Возможность получения практически любого передаточного отношения.

2. Аналоговый (непрерывный) характер выдаваемой измериельной информации.

3. Измерительная информация может быть использована для считывания по шкале или цифровой индикации, или регистрироваться записывающими (печатными) устройствами, или подвергаться математической обработке с помощью электронных устройств.

4. Дистанционность измерения без ограничения расстояния.

5. Возможность сочетания с механическим, оптическим и пневматическим принципами действия.

6. Возможность разработки датчиков малых габаритных размеров, хотя это иногда и приводит к погрешностям от температурных деформаций, если датчик имеет габаритные размеры (диаметр), значительно отличающиеся от размеров элементов стойки, образующих с ним механическую измерительную размерную цепь.

7. Универсальный источник питания - электрический ток.

8. Возможность иметь в одном приборе несколько цен делений и диапазонов показаний.

9. Возможность использования отдельно функциональных блоков, узлов и деталей, применяемых в общей электротехнике и радиотехнике, т. е. возможность создания приборов на так называемой стандартной элементной базе.

Недостатки приборов:

1. Сложные схемы и конструкции по сравнению с механическими и пневматическими приборами, требующие для обслуживания специалистов узкого профиля.

2. Высокая стоимость приборов.

3. Недостаточно высокая надежность, причем особенно опасны постепенные отказы, которые по внешнему виду прибора невозможно обнаружить.

4. Некоторая трудность измерения из-за неудобства расположения датчика (где производится непосредственно измерение) относительно электронного блока (где производится отсчет показаний).

Лекции 12-13

Измерительные средства с пневматическим преобразованием – это средства измерения, в которых преобразование измерительной информации осуществляется путем изменения параметров сжатого воздуха в воздушной магистрали при его истечении.

Принцип действия всех пневматических приборов для измерения линейных размеров основывается на положении, известном в газовой механике, о том, что если в какой-либо магистрали воздухопровода (камере) находится воздух под давлением и выпускается через небольшое отверстие в атмосферу или в любую другую среду с номинально постоянным давлением, то расход G воздуха через это отверстие в общем виде будет зависеть от площади f проходного сечения отверстия и от давления р внутри магистрали, т.е. G = F(pf). Если же обеспечить постоянство давления внутри воздухопровода, то расход воздуха будет зависеть только от площади проходного сечения отверстия.

Отверстия, через которые происходит истечение газа (в нашем случае воздуха) или жидкости, широко используются в технике для разных целей (например, в реактивных двигателях) и называются соплами.

Сопло – это специально спрофилированный закрытый канал, предназначенный для разгона жидкостей или газов до заданной скорости и придания потоку заданного направления.

Для измерения линейных размеров сопла, из которых происходит истечение воздуха (их чаще всего называют измерительные сопла), имеют внутреннюю цилиндрическую поверхность (цилиндрические сопла) или в виде прямоугольного профиля (щелевые сопла).

Непосредственно принцип действия пневматических приборов (опреде­ление расхода воздуха через малое отверстие) может быть использован для измерения размера небольших отверстий (от 0,1 до 4 мм), достаточно пропускать через измеряемое отверстие сжатый воздух под постоянным давлением и определять расход воздуха. В этом случае расход будет зависеть только от проходного сечения измеряемого отверстия. Строго говоря, в этом случае измеряется не размер отверстия, а площадь поперечного сечения.

Пневматическая система обладает еще одним характерным свойством, заключающимся в том, что если на пути распространения воздушного потока вблизи отверстия поставить предмет, оказывающий препятствие истечению сжатого воздуха, то расход воздуха изменится, а также изменится давление в воздушной магистрали около сопла. Сочетание сопла с находящимся перед ним предметом получило название сопло-заслонка. В качестве заслонки используется либо поверхность измеряемой детали (бесконтактные измерения), либо элемент конструкции измерительного устройства, положение которого связано с измеряемой деталью (контактные измерения).

Для обеспечения постоянного давления воздуха прибор снабжается стабилизаторами (устройствами для стабилизации давления) и фильтрами (устройствами для очистки воздуха от примесей: взвешенных частиц, паров воды, масла и т.д.). Очень часто эти устройства объединяются конструктивно в один узел под названием блок (узел) подготовки воздуха, реже - блок (узел) фильтра-стабилизатора.

Для измерения линейных размеров наиболее широко применяют:

- ротаметрические приборы - расходомеры постоянного перепада давления;

- манометрические приборы - расходомеры переменного перепада давления.