Параметрические преобразователи. Представляет из себя реостат, электрическая величина связана с движком реостата, применяются для измерения перемещений и величин

Реостатные

Представляет из себя реостат, электрическая величина связана с движком реостата, применяются для измерения перемещений и величин, связанных с перемещением.

Все преобразователи характеризуются функцией преобразования - зависимостью выходной величины от входной. В данном случае это R_x=F(x)

Функция преобразования будет Rx=k*X

Достоинством этих преобразователей является то, что с помощью них можно осуществлять сложные функции воздействуя на форму основания реостата.

Но есть и другой подход, при котором части обмотки шунтируются сопротивлением.

Достоинства:

1. Простота устройства

2. Возможность измерения достаточно больших перемещений

3. Возможность получения различных функций

Недостатки:

1. Большое воздействие на объект измерения (для передвижения реостата нужно достаточное усилие)

2. Наличие подвижного контакта (что всегда плохо)

3. Дискретность выходного сигнала из-за шага намотки

Схема устройства уровнемера (для измерения уровня жидкости, например, в бензобаке автомобиля). (Схема мостовая)

1. Реостатно-измерительный преобразователь

2. Измерительный механизм - логометр. В нём:

a) Ток I1 создаёт вращающий момент, ток I2 создаёт противодействующий момент

b) Измерительная схема мостовая, но неравновесная.

Термочувствительные преобразователи (терморезисторы)

Предназначены для преобразования температуры в электрический параметр сопротивление величин, функционально связанных с сопротивлением.

Существует два типа таких преобразователей: проволочные и полупроводниковые.

Проволочные терморезисторы

Представляют из себя катушку-сопротивление, намотанную проволокой из платины или меди. Платиновые (Pt) термометры предназначены для измерения температур от -200 до +650 градусов Цельсия. Функция преобразования R_t=R₀ (1+AT+BT²)

t=0 градусов

R₀= (стандартное) 10, 20, 50, 100 Ом

A=3,97*10^-3 1/

B=-5,85*10^-7 1/ ²

Медные (Cu)

= -50 … +180

R_t=R₀(1+ t)

= 4,26*10-³1/

R = 50, 100 Ом

Достоинства проволочных терморезисторов:

1. Функция линейна для всех металлов

2. Может применяться для измерения больших диапазонов температур

3. Высокая стабильность (параметры этого преобразователя с течением времени не меняются)

Недостатки:

1. Низкая чувствительность

2. Достаточно большие габариты

3. Если из платиновой проволоки, то высокая стоимость

Полупроводниковые резисторы (термисторы)

Обладают отрицательным температурным коэффициентом

При повышении температуры в полупроводнике увеличивается ударная ионизация атомов из-за возрастания скорости движения атомов. Полупроводниковый терморезистор является одновременно и ионизационным датчиком.

И дырки, и электроны являются подвижным носителями заряда, но электроны реальные, а дырки виртуальные. Дырка это отсутствие электрона. Дырки являются менее подвижным носителем заряда, поэтому более высокочастотным прибором являются NPN транзисторы.

Диапазон измерения термисторов невелик, до +80 градусов (современные до 150).

R_t= R₂₀ exp (B/T ₀+ B/T)

R₂₀ при T₀=293K

B термочувствительность.

Функция преобразования экспоненциальная.

Достоинства:

1. Высокая чувствительность

2. Малые габариты

Недостатки:

1. Нелинейная характеристика

2. Нестабильны во времени, как все полупроводники

3. Малый диапазон измерений