ivanstudent

Путь к Файлу: /Измерительная техника и датчики / 217 / RAZD2-3.DOC

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   3
Пользователь:   ivanstudent
Добавлен:   24.12.2014
Размер:   365.5 КБ
СКАЧАТЬ

RAZD2-3RAZD2-3 - уравнительное сопротивление, служит для подгонки внешнего сопротивления RAZD2-3 до значения, принятого при градуировке прибора.

 

RAZD2-3,

где RAZD2-3 - сопротивление термопары;

       RAZD2-3 - сопротивление удлинительных (RAZD2-3) и соединительных проводов.

 При измерении термоЭДС RAZD2-3 может предварительно усиливаться. Шкала милливольтметра градуируется в градусах. Обязательно указывается тип используемой термопары и выбранное значение RAZD2-3.

Погрешности:

1) За счет изменения сопротивления термопары при изменении измеряемой температуры. Сильно зависит от глубины погружения термопары в горячую зону. Для уменьшения погрешности необходимо выбирать глубину погружения в соответствии с паспортными данными термопары.

2) Из-за тепловых потерь преобразователя за счет рассеивания тепла с холодного конца термопары. Поэтому температура горячего спая термопары не равна измеряемой температуре.

3) За счет изменения величины термоЭДС при изменении температуры свободных концов термопары.

4) Из-за изменения сопротивления проводов и катушек милливольтметра при изменении температуры окружающей среды.

Для уменьшения погрешностей применяются различные методы. Так для устранения влияния изменения сопротивления термопары и проводов применяют измерительные приборы с большим внутренним сопротивлением, т.к. RAZD2-3. Для устранения изменения RAZD2-3 за счет изменения температуры свободных концов вводят поправки – либо просто добавляют (с учетом знака) поправку к показаниям прибора, либо выставляют корректором стрелку вольтметра на рассчитанное значение поправки (полуавтоматический метод) или вводят в измерительную цепь термокомпенсирующий неравновесный мост с медным термосопротивлением (автоматический метод). В последнем случае происходит компенсация изменения термоЭДС напряжением моста.

Для измерения ЭДС термопары также используют автоматические компенсаторы, имеющие значительно меньшую погрешность (меньше основная погрешность, чем у милливольтметров, компенсируют влияние изменения сопротивлений термопары и проводов, автоматически исключают изменения термоЭДС из-за температуры свободных концов термопары). Выпускаются автоматические компенсаторы класса точности 0,25¸0,5.

 

13.1.3. Пьезоэлектрические (кварцевые) термометры

 

Состоят из кварцевого термопреобразователя, включенного в контур генератора, и частотомера.

Характеристика преобразования ИП

RAZD2-3,

где RAZD2-3 и RAZD2-3 - частоты колебаний генератора при измеряемой температуре RAZD2-3 и RAZD2-3С,  соответственно, RAZD2-3 - чувствительность ИП. Обычно     RAZD2-3=200¸1000 Гц/К, что позволяет определять изменение температуры порядка 0,01¸0,001°С. Кварцевые термометры работают в диапазоне температуры от -260°С до 500°С, но наименьшую погрешность (0,05¸0,005°С) они имеют в диапазоне 0¸100°С. Высокая точность достигается за счет повышенной стабильности параметров преобразователя и высоких метрологических характеристик частотомеров. К недостаткам можно отнести ограниченную взаимозаменяемость ИП, объясняемую большим разбросом параметров от образца к образцу.

 

13.1.4. Пирометры

 

Пирометрами называют приборы для измерения температуры, работа которых основана на измерении энергии излучения нагретых тел. Достоинством их является то, что они не искажают температурного поля объекта за счет бесконтактного измерения и не имеют ограничения для расширения предела измерений в сторону высоких температур.

Следует отметить, что количество энергии в лучах длиной волны от RAZD2-3 до RAZD2-3 при RAZD2-3 излучаемой телом с единицы поверхности в единицу времени называют монохроматической интенсивностью излучения RAZD2-3. Количество лучистой энергии, излучаемой при данной температуре единицей поверхности тела в единицу времени для всех длин волн (RAZD2-3 от 0 до RAZD2-3) называют интегральной интенсивностью излучения RAZD2-3. Величины RAZD2-3 и RAZD2-3 определяются температурой тела. Причем излучение реальных тел отличается от излучения теоретического абсолютно черного тела, т.е.

                               RAZD2-3;        RAZD2-3                                (13.1)

где RAZD2-3 и RAZD2-3 - коэффициенты неполноты излучения, они меньше 1, а RAZD2-3 и RAZD2-3 - энергии излучения абсолютного черного тела.

Измерение температуры путем измерения монохроматической интенсивности RAZD2-3 проводят оптическими цветовыми пирометрами. Измерение температуры путем измерения интегральной чувствительности излучения RAZD2-3 проводят радиационными пираметрами.

Значения RAZD2-3 и RAZD2-3 различны для разных тел, определяются большим количеством трудно учитываемых факторов (состав вещества, состояние поверхности тела, температура и т.д.), поэтому градуировку пираметров производят по излучению абсолютно черного тела.

 

а) Оптический пирометр

В таких приборах яркость исследуемого тела сравнивают с образцовой яркостью нити фотометрической лампы. Схема прибора приведена на        рис. 13.3.

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.3

1 – исследуемое тело; 2 – диафрагма; 3 – объектив;

4 – ослабляющий светофильтр; 5 – фотоэлектрическая лампа; 6 – окуляр; 7 – красный светофильтр; 8 – плоскость изображения

 

В телескопе пирометра имеются объектив и окуляр, с помощью которых добиваются получения четкого изображения тела и лампы в одной плоскости. Изменяя ток в лампе реостатом RAZD2-3, добиваются совпадения яркости нити лампы и исследуемого тела. Отсчет производится по шкале вольтметра, проградуированного в градусах температуры абсолютно черного тела. Иногда для повышения точности применяют компенсаторы постоянного тока. Для создания монохроматического излучения используют красный светофильтр (RAZD2-3=0,62¸0,73 мкм). Нить лампы может нагреваться только до температуры порядка 1400°С. Поэтому для увеличения диапазона измерения применяется ослабляющий светофильтр, уменьшающий яркость исследуемого тела в известное число раз. Прибор отличается высокой точностью – относительная погрешность до 1%. Основная причина погрешности – неполнота излучения реальных тел (из-за того, что RAZD2-3).

Недостаток – трудность автоматизации измерений.

Существуют фотоэлектрические яркостные пирометры, использующие уравновешивающее преобразование и работающие в автоматическом режиме. В них яркость исследуемого тела компенсируется яркостью образцовой лампы, включенной в цепь обратной связи прибора. Погрешность порядка            1 %. Обычно такие приборы имеют несколько диапазонов измерений, переключаемых сменой диафрагмы.

 

б) Радиационные пирометры

 

Схема прибора приведена на рис. 13.4.

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.4

1 – исследуемое тело; 2 – диафрагма, 3 – объектив; 4 – термобатарея, 5 – светофильтр, 6 - окуляр

 

Интегральная интенсивность излучения исследуемого тела воспринимается термобатареей (батареей последовательно включенных термопар). Прибор с помощью объектива и окуляра настраивают так, чтобы вся энергия излучения попадала на термопары. Возникающую при этом термоЭДС RAZD2-3 измеряют милливольтметром или компенсатором (иногда с предварительным усилением), проградуированным в значениях температуры. Для защиты глаз при наводке оптической системы прибора на объект предусмотрен светофильтр.

Основная погрешность – за счет неполноты излучения реальных тел (RAZD2-3). Точность радиационных пирометров ниже точности оптических пирометров, но в них существует возможность автоматизации измерений.

 

 

 

 

13.2. Измерение толщины

 

Для измерения толщины в зависимости от диапазона изменения измеряемой величины, материала тел и покрытий, условий измерений применяются различные ИП.

На рис. 13.5 приведен пример использования дифференциального индуктивного ИП, включенного в неравновесный мост, питаемый стабилизированным источником переменного напряжения СИН.

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


                                                            

 

 

Рис. 13.5

 

При изменении толщины детали 1 подпружиненный контактирующий стержень 2 и жестко связанный с ним якорь 3 опускается или поднимается относительно своего начального положения (начальной толщины детали). Изменяются величины индуктивностей  L1 и L2, появляется напряжение разбаланса моста (L1, L2, R1, R2), которое после усиления усилителем У измеряется вольтметром V, проградуированным в значениях либо самой толщины Х, либо в значениях отклонения толщины DХ от начального значения Х0.RAZD2-3

Измеряемые изменения толщины при использовании такого ИП невелики (до 1 мм), погрешность измерения – единицы мкм. Основной недостаток – прямой контакт датчика с измеряемой деталью, причем требуется определенное давление на деталь. Возникают проблемы износа, особенно если деталь движется.

Индуктивные и трансформаторные датчики нашли широкое  распространение при измерении толщины изделий из ферромагнитных материалов или при измерении толщины немагнитных покрытий таких материалов. В таких приборах полюса магнитных сердечников прижимаются к поверхности деталей или покрытий без зазоров (например, рис. 13.6).

 

RAZD2-3Датчики включают в измерительные цепи в виде равновесных или неравновесных мостов, иногда используют аналоговые или цифровые измерители индуктивности. Выходное напряжение трансформаторных датчиков измеряют вольтметрами. Все приборы градуируются в значениях толщины.

Для уменьшения погрешностей применяют дифференциальные преобразователи. Дифференциальное включение   ИП   применяется   также

при измерении отклонения толщины изделий от номинального значения – один датчик прикладывается к измеряемой детали, другой – к образцовой.

Для измерения толщины диэлектрической ленты может быть использован емкостной датчик (рис. 13.7).

RAZD2-3Величину емкости плоского конденсатора С можно представить в данном случае последовательным соединением двух конденсаторов – одного с воздушным зазором RAZD2-3, другого с диэлектриком толщиной RAZD2-3 и диэлектрической проницаемостью RAZD2-3. Естественно, что при изменении толщины   ленты    RAZD2-3    общая 

емкость С конденсатора будет меняться. Характеристика преобразования нелинейна. В качестве измерительных цепей используются измерители емкости.

Для измерения толщины могут использоваться и ионизационные датчики. Ослабление излучения определяется плотностью вещества и его толщиной и не зависит от рода вещества и его состояния:

RAZD2-3,

 где  RAZD2-3 и RAZD2-3 - интенсивности начального излучения и излучения на выходе изделия, RAZD2-3 - коэффициент ослабления, RAZD2-3 - плотность вещества, RAZD2-3 - толщина.

g-излучение обладает высокой проникающей способностью, применяется для измерения толщины тяжелых металлов и листов большой толщины.

b-излучение применяется для определения толщины легких металлов, картона, текстиля, кожи и т.д. (максимальная толщина алюминия – 4,5 мм).

13.3. Измерение уровней жидкости и сыпучих

         материалов

 

Измерители уровня жидкости делятся на две группы:

1) уровнемеры с поплавком постоянного погружения;

2) уровнемеры, основанные на использовании физических свойств жидкости.

RAZD2-3Показания приборов первой группы мало зависят от вида и свойств жидкости. Датчик такого уровнемера (рис. 13.8) имеет поплавок, плавающий на поверхности жидкости и преобразователь его вертикального перемещения в электрическую величину (чаще всего реостатный).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При перемещении поплавка меняются значения сопротивлений RAZD2-3 и RAZD2-3, следовательно, меняются и токи RAZD2-3 и RAZD2-3 в катушках логометрического измерителя. Меняются его показания.  Шкала логометра градуируется в единицах уровня или количества жидкости. Применение логометра устраняет погрешность за счет изменения напряжения питания RAZD2-3. Основная погрешность за счет изменения плотности жидкости – меняется глубина погружения поплавка.

Вторая группа приборов более разнообразна по принципу действия. Широкое распространение нашли буйковые уровнемеры. Они основаны на зависимости эффективного веса буйка (поплавок переменного погружения) от глубины его погружения, т.е. от уровня жидкости. Эффективный вес (или сила) может быть преобразована в электрическую величину с помощью самых различных ИП: индуктивных трансформаторных, тензометрических и т.д. Следует отметить, что в рамках Государственной системы приборов (ГСП) созданы стандартные преобразователи силы в унифицированный электрический ток 0¸5 мА или 0¸20 мА (датчик ГСП с силовой компенсацией).

Пример использования такого преобразователя в буйковом уровнемере приведен на рис. 13.9.

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.9

1 – буек; 2 – рычаг; 3 – противовес; 4 – сердечник трансформатора ИП

 

Противовес уравновешивает начальный вес буйка. Эффективный вес буйка с помощью рычажной системы приводится к сердечнику трансформаторного датчика. Изменение выходного напряжения трансформатора усиливается усилителем У  и подается на электромагнит ЭМ, так что движение сердечника за счет веса буйка урановешивается (компенсируется) воздействием электромагнита. Величина тока электромагнита, пропорциональна эффективному весу буйка, показания миллиамперметра градуируются в значениях уровня жидкости.

Диаметр буйка меняется от 6 до 140 мм, длина от 0,04 до 16 м. Класс точности такого уровнемера при измерении до 1 м составляет 1,0¸1,5. При большем пределе измерения – 1,5.

 Также широко используются емкостные уровнемеры. Преобразователь представляет собой два электрода (коаксиальные трубы, тросики, стальные ленты и т.д.), помещенные в резервуар с жидкостью или сыпучими материалами. Для работы с электропроводными материалами применяют фторопластовую изоляцию электродов. Диапазон измерения – до 20 м. Классы точности – 0,5¸2,5.

Для измерения уровней агрессивных жидкостей и материалов или материалов, находящихся при высокой температуре или давлении, используются ионизационные датчики (рис. 13.10).

 

 

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.10

1 – источник излучения; 2 – ионизационные счетчики

 

Источник излучения может быть выполнен в виде проволоки, расположенной по высоте резервуара. Для расширения диапазона измерения используются несколько счетчиков, разнесенных по высоте. Преобразователь Пр. обрабатывает выходные сигналы счетчиков,  отсчетное устройство ОУ градуируется в значениях уровня.

Уровнемеры второй группы при изменении вида жидкости (вследствие изменения физических свойств) должны переградуироваться.

 

13.4. Измерение силы

 

Для прямого измерения силы применяются магнитоупругие и пьезоэлектрические ИП. Но для работы магнитоупругих датчиков необходимы сравнительно большие величины сил. Диапазон таких измерителей силы (динамометров) порядка 105¸106 Н. Точность относительно мала. Применение пьезоэлектрических датчиков ограничивается измерением динамических (изменяющихся) сил. Поэтому широкое применение нашли динамометры с промежуточным преобразованием силы в перемещение (преобразователь – пружина). Деформация Х пружины RAZD2-3, где RAZD2-3 - приложенная сила, С – жесткость пружины.

На рис. 13.11 приведена конструкция такого динамометра. При растягивании пружины, якорь дифференциального трансформаторного ИП смещается, вызывая изменение выходного напряжения датчика. Измеритель этих изменений может быть проградуирован в значениях силы.

 

 

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.11

1 – кольцевая пружина; 2 – якорь дифференциального

трансформаторного датчика

 

Находят применение также динамометры с промежуточным преобразованием силы в деформацию материала, которая определяется тензорезисторами, включенными в измерительный мост. Параллелограммный упругий элемент (рис. 13.12) представляет собой пластинку с двумя ослабленными сечениями (два сквозных отверстия, соединенные прорезью).

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 На ослабленные сечения наклеиваются четыре тензорезистора, по два на каждое сечение (с обоих сторон). При приложении силы к упругому элементу, одни тензорезисторы работают на растяжение, другие на сжатие. Все четыре тензорезистора включаются в мост, что увеличивает чувствительность и уменьшает температурную погрешность.

13.5. Измерение давления

 

Приборы для измерения давления называются манометрами. Подразделяются на:

1) жидкостные;

2) пружинные;

3) тензорезисторные;

4) основанные на изменении свойств газа (плотности, теплопроводности, ионизационного тока и т.д.) под воздействием давления.

Жидкостные манометры имеют два сообщающихся сосуда, заполненные жидкостью. На поверхности жидкости в одном сосуде действует измеряемое давление. Это изменяет уровень жидкости в другом сосуде. Разность уровней

RAZD2-3,

где RAZD2-3 и RAZD2-3 - давления в сосудах;

      RAZD2-3 - плотность жидкости;

      RAZD2-3   - ускорение силы тяжести.

Величина RAZD2-3 с помощью ИП перемещения (реостатные, индуктивные, емкостные) преобразуется в электрический сигнал, который измеряется.

Жидкостный манометр является дифференциальным прибором, измеряющим разность давлений. Если в образцовом сосуде вакуум – то измеряется абсолютное давление, если  атмосферное – то измеряется избыточное давление.

В пружинных манометрах измеряемое давление подается в манометрическую пружину и деформирует ее, т.е. преобразуется в перемещение. В качестве манометрических пружин используют гибкие мембраны различных конструкций, сильфоны – гофрированные трубки, трубки Бурдона – свернутая в кольцо тонкостенная трубочка с запаянным одним концом. Схема манометра с мембраной приведена на рис. 13.13.

RAZD2-3 

 

 


1 – перегородка;

2 – мембранные коробки;

3 – плунжер;

4 – сердечник дифференциального трансформаторного датчика

 

 

Рис. 13.13

Давление RAZD2-3 и RAZD2-3 подводятся к разным отделам корпуса манометра, разделенным перегородкой. Под влиянием разности давлений наполненные водой мембранные коробки деформируются и приводят в движение плунжер, жестко связанный с сердечником дифференциального трансформатора ИП. Выходное напряжение ИП усиливается и измеряется. Примерно аналогично действуют и манометры с другими видами манометрических пружин. Диапазон измерений пружинных манометров широк, примерно 1,6¸630 кПа. Основная погрешность порядка 2%.

В тензорезисторных манометрах давление преобразуется в деформацию какого-либо тела (например, стального цилиндра, пластины). Деформация в свою очередь измеряется тензорезистором, наклеенным на это тело и включенным в измерительный мост. Серийно выпускаются манометры с интегральными тензорезисторами. Диапазон измерения 0¸100 Мпа, приведенная погрешность до 0,5%. Тензорезисторные манометры в силу малой инерционности применяются также для измерения быстроменяющихся давлений.

Манометры, основанные на изменении физических свойств газа, применяются реже, в основном для измерения абсолютного давления. В них используются самые различные виды ИП в зависимости от конкретного физического свойства, определяющего принцип работы манометра. Широкое распространение нашли перегревные терморезисторы (изменение теплопроводнисти), ионизационные преобразователи (изменение ионизационного тока).

 

13.6. Измерение скорости и расхода

 

Измерение скорости угловых и малых линейных перемещений производится  индукционными ИП. Для измерения скорости при больших линейных перемещениях, линейная скорость преобразуется в угловую с помощью колес и реек с зубчатым или фрикционным соединением. Затем используется обычный индукционный датчик.

С измерением скорости очень тесно связано измерение расхода. Расход – это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени. Различают объемный расход RAZD2-3 (количество вещества измеряется в единицах объема) и массовый расход RAZD2-3 (количество вещества  измеряется в единицах массы).

RAZD2-3,         RAZD2-3,

где  RAZD2-3 - скорость потока;

        RAZD2-3 - площадь сечения потока;

        RAZD2-3  - плотность вещества.

То есть измерители скорости одновременно являются и расходомерами.

Для измерения скорости (расхода) электропроводной жидкости используется индукционный ИП (рис. 13.14).

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.14

1 – труба; 2 – электроды

 

В трубе из немагнитного материала протекает электропроводная жидкость, которая пронизывается магнитным полем, создаваемым электромагнитом. В потоке между электродами, вставленными в трубу до касания с жидкостью друг напротив друга возникает ЭДС, действующее значение которой

RAZD2-3,

где  RAZD2-3 - действующее значение индукции магнитного поля;

        RAZD2-3 - внутренний диаметр трубы;

        RAZD2-3  - средняя (по сечению) скорость жидкости.

 ЭДС преобразователя усиливается и измеряется.

Видно, что генерируемая ЭДС не зависит от свойств жидкости, поэтому индукционные измерители могут быть применены для самого широкого класса жидкостей. Однако свойства жидкостей определяют внутреннее сопротивление преобразователя и приводят к ограничению точности измерения ЭДС. Для измерения жидких металлов используют питание электромагнита постоянным током, для воды и электролитов с целью исключения возникновения напряжения поляризации электромагнит питают переменным током (10¸1000 Гц). Чувствительность индукционных преобразователей порядка 0,5¸1,5 мВ/(м/с).

В турбинных расходомерах (рис. 13.15) датчиком служит турбинка на стальной оси в трубе из немагнитного материала, по которой протекает жидкость. Снаружи на трубе располагается импульсный индукционный преобразователь. Частота вращения турбинки пропорциональна скорости движения среды в трубе. Вращение стального стержня изменяет магнитное сопротивление намагниченного сердечника и генерирует в катушке импульсы напряжения. Их частота пропорциональна скорости потока, а, следовательно, и расходу. Импульсы усиливаются усилителем У  и измеряются частотомером.

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.15

1 – труба; 2 – турбина; 3 – импульсный индукционный ИП

 

Погрешность турбинных расходомеров порядка 0,3¸1,5 %.

Для измерения расхода жидкости в открытых руслах и не полностью заполненных трубопроводах применяются щелевые расходомеры. Они представляют собой резервуар с щелью определенной конфигурации. В резервуар наливается жидкость, из щели она свободно вытекает. При этом уровень в резервуаре будет определяться расходом жидкости, вытекающей через щель. Этот уровень преобразуется различными ИП в электрическую величину и измеряется. Погрешность щелевых расходомеров порядка 3,5 % при пределах измерения 60¸250 RAZD2-3.

Но наиболее часто расход измеряют по переменному перепаду давления на сужающем устройстве. В трубопровод вставляется сужающее устройство, например, в виде нормальной диафрагмы (рис. 13.16,а), нормального сопла (рис. 13.16,б), трубы Вентуры (рис. 13.16,в).

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 


            а)                                        б)                                              в)

 

Рис. 13.16

При сужении возрастает скорость потока, т.е. падает давление по сравнению с давлением в потоке без сужения. В таких расходомерах скорость потока (или что-то же самое расход) преобразуют в разность давлений до и после сужающего устройства, которую измеряют дифференциальным манометром (например, изображенным на рис. 13.13).

Достоинством таких расходомеров является их универсальность. Они применяются в трубах любого сечения, при любом давлении, для любых однофазных, а в ряде случаев и двухфазных сред.

Однако функция преобразования у них нелинейна, мало отношение максимального и минимального расходов RAZD2-3.

Основная приведенная погрешность 1¸3 %.

 

13.7. Измерение влажности

 

При измерении влажности наибольшее распространение нашли емкостные ИП. Дело в том, что диэлектрическая проницаемость RAZD2-3 воды много больше, чем у всех диэлектриков (RAZD2-3). Эту особенность и используют при измерении. Преобразователь обычно представляет собой металлический резервуар, внутри которого на изоляторах расположен металлический штырь. Этот штырь является одной обкладкой конденсатора, стенки резервуара представляет собой вторую обкладку конденсатора. Емкость конденсатора определяется в основном содержанием воды в материале, наполняющем резервуар. Электрический измерительный прибор, измеряющий емкость конденсатора, градуируется в единицах влажности.

 

13.8. Измерение концентрации растворов

 

RAZD2-3Простейший измеритель концентрации растворов, использующий зависимость плотности раствора от его концентрации (рис. 13.17), представляет собой резервуар, в котором налит раствор, и манометр, измеряющий давление раствора на дне резервуара.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показания манометра при постоянной высоте налива RAZD2-3 определяются концентрацией раствора RAZD2-3, где Р – давление в жидкости, RAZD2-3 - давление в воздухе (атмосферное), RAZD2-3 - ускорение свободного падения, RAZD2-3 - плотность раствора (т.е. концентрация).

Для измерения концентрации растворов используют рН-метры, измерительным преобразователем которых служат гальванические преобразователи. Для измерения ЭДС гальванических преобразователей часто применяют автоматические компенсаторы с большим входным сопротивлением    (RAZD2-3 Ом).

Схема измерения (рис. 13.18) работает по принципу уравновешивающего преобразования. На вход усилителя У  подается напряжение

RAZD2-3,

где  RAZD2-3 - выходное напряжение гальванического преобразователя;

        RAZD2-3 - падение напряжения на сопротивлении RAZD2-3 (компенсирующее напряжение цепи обратной связи).

 

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 


Рис. 13.18

 

При большом коэффициенте усиления усилителя

RAZD2-3.

Так как RAZD2-3 является функцией концентрации раствора (рН), то величина RAZD2-3 определяется этой концентрацией. Миллиамперметр градуируется в единицах концентрации (рН=0¸14). Для автоматической компенсации температурной погрешности (наибольшая погрешность ИП), используют в качестве сопротивления RAZD2-3 медный терморезистор, помещаемый в контролируемый раствор вместе с электродами преобразователя. Сопротивление RAZD2-3 выбирается таким образом, чтобы изменения RAZD2-3 и RAZD2-3 взаимно компенсировались при изменении температуры.

 

13.9. Измерение концентрации газов

 

Приборы для измерения концентрации газов называются газоанализаторами. В них часто используется зависимость теплопроводности газа от его состава. В этом случае в качестве ИП применяют перегревные терморезисторы. Схема автоматического газоанализатора из двух неравновесных мостов приведена на рис. 13.19.

RAZD2-3
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1 … 8 - терморезисторы

Рис. 13.19

 

Терморезисторы выполнены из платины, помещены в стеклянные колбочки, причем рабочие резисторы 1 и 2 омываются исследуемым газом, а остальные резисторы содержат внутри колбочек постоянную газовую смесь. Резисторы 2 и 3, а также 6 и 7 имеют состав смеси, соответствующий нижнему пределу измерений прибора, резисторы 5 и 8 – верхнему пределу измеряемой концентрации.

Таким образом, мост сравнения всегда выдает максимальное  значение выходного напряжения, соответствующее пределу измерения концентрации компонента. Измерительный мост находится в равновесии лишь при минимальной концентрации. При измерении конкретной концентрации на сопротивлении нагрузки RAZD2-3 появляется соответствующее напряжение.

Это напряжение компенсируется напряжением, снимаемым с реохорда RAZD2-3 моста сравнения, с помощью усилителя разбаланса У и двигателя М, управляющего движком реохорда и стрелкой указателя концентрации.

Мост сравнения исключает влияние на результат измерения внешних факторов – температуры, напряжения питания. Предварительный нагрев терморезисторов производится до температуры 200¸300°С (с целью уменьшения потерь на излучение), скорость обмена газа мала, что уменьшает быстродействие, но увеличивает точность измерения.

Основная погрешность порядка 1 %. Время измерения до 2 мин.

Для измерения концентрации компонент сложных газовых смесей применяют хроматографы, представляющие собой набор сорбентов для каждого компонента. Сорбенты – вещества, поглощающие различные компоненты смеси (абсорбция – поглощение вещества всей массой сорбента, адсорбция – поглощение только поверхностным слоем сорбента).

При прохождении пробы газовой смеси через хромотограф разные компоненты сорбируются разными сорбентами. Затем они по очереди вымываются из сорбентов инертным газом, составляются двухкомпонентные смеси, которые последовательно во времени анализируются соответствующим газоанализатором (чаще всего датчиком с перегревными терморезисторами). Результаты измерения фиксируются отсчетным устройством.

 

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика