Основные характеристики измерительных преобразователей

2.2 Конспект лекционных занятий

Тема лекции 1: Основные характеристики измерительных преобразователей
Внедрение автоматизации в производство требует быстрого и точного контроля технологических процессов, что связано с измерением и контролем разнообразных параметров физических величин. Особенно большое число неэлектрических величин требуется измерять и контролировать в металлургической,химической, нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности. Развитие измерительной техники показало, что среди многочисленных методов измерения неэлектрических величин наибольшими преимуществами обладают электрические методы, которые обеспечивают:
• возможность измерения сигналов очень малой величины – применение электронных усилителей дает возможность измерять такие сигналы,которые не могут быть измерены никакими другими способами;
• возможность передачи измеренной величины на расстояние, а следовательно, и возможность дистанционного управления различными процессами;
• высокую точность и скорость измерений;
• возможность комплектования измерительных и управляемых ими автоматических установок унифицированными электроизмерительными приборами.
Для измерения любойнеэлектрической величины Х (температуры, давления, расхода жидкости, скорости, перемещения, ускорения, деформации, вибрации и т.д.) ее преобразовывают с помощью первичного измерительного преобразователя или датчика в выходную электрическую величину Y . Далее сигнал Y преобразуется цепью измерительных преобразователей прибора, где он претерпевает ряд измерений по уровню и спектру и преобразуется из одного вида энергии вдругой. Таким образом, прибор для измерения неэлектрических величин в общем можно представить в виде цепи измерительных преобразователей, последовательно преобразующих измеряемую величину Х в ряд других величин и в конечном итоге – в число ( код), определяющее значение измеряемой величины в определенных единицах измерения.
Измерительный преобразователь – техническое средство с нормативнымиметрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи. Учитывая, что объект измерения, как правило, сложный процесс, характеризующийся множеством различных параметров, то информативным параметром входного сигнала будем считать непосредственно измеряемуювеличину или величину, функционально связанную с измеряемой величиной. Неинформативный параметр не связан функционально с измеряемой величиной. Но влияет на метрологические характеристики преобразователя.
Функция преобразования. Статическая характеристика (функция) преобразования – это связь, выражающая зависимость информативного параметра выходного сигнала от постоянного во времени информативного параметравходного сигнала. Ее можно описать аналитическим выражением или графиком. В аналитическом виде характеристика преобразования представляется зависимостью Y = f(X), которая может быть линейной (рис.1.1, а) или нелинейной ( рис.1.1, б,в). Различают номинальную функцию преобразования Yном = fном(X), приписываемую измерительному преобразователю согласно государственным стандартам, техническимусловиям и другим нормативным документам, и реальную (рабочую) Yр = fр(X), которую он имеет в действительности.





Y Y Y





X X X
YY Y





X X X
а б...