Применение реостатных преобразователей

Измерительные цепи реостатных преобразователей обычно питаются постоянным напряжением, но могут питаться и переменным. Напряжение питания преобразователя определяется его допустимой мощностью (для самых малогабаритных преобразователей допустимая мощность составляет не менее 0,1Вт) и сопротивлением. Напряжение питания, как правило, стабилизируется. Наиболее распространенным является включение преобразователя в виде управляемого делителя напряжения или включение преобразователя в измерительный мост. Номинальное изменение сопротивления реостатного преобразователя достигает 90%, поэтому необходимо учитывать нелинейность, вносимую измерительной схемой, и, исходя из допустимой погрешности линейности, выбирать сопротивление измерительного прибора.

 

    

 

     

Рисунок 3.6 Схемы наиболее типичных цепей приборов с реостатными преобразователями.

 

Достоинства реостатных преобразователей перемещения:

· отсутствие реактивных усилий на подвижную часть;

· высокая перегрузочная способность;

· высокий коэффициент эффективности;

· компактность;

· возможность применения на постоянном и переменном   токе;

· удобство эксплуатации.

Недостатки реостатных преобразователей перемещения:

· засорение контактной дорожки;

· недостаточно высокая надежность из-за наличия скользящих контактов;

· пожароопасность.

Реостатные преобразователи перемещения применяются в качестве промежуточных элементов измерительных и регулирующих устройств. Так как многие неэлектрические величины могут быть преобразованы в перемещение (с помощью упругих механических элементов), то реостатные преобразователи перемещения широко используются в датчиках давления, силы, ускорения, расхода, уровня и т.п.

В качестве примера рассмотрим устройство реостатных уровнемеров, применяемых в автомобилях, самолетах и т.д. Уровнемер – потенциомер измерителя уровня масла или топлива в баках, преобразующий в электрический сигнал механическое перемещение поплавка при повышении или понижении уровня жидкости. Устройство датчика бензиномера изображено на рис.3.7а. От поплавка 1, погружаемого в бак с бензином, идут тяги и рычаги 6 и 7 к движку 2 реостатного преобразователя 3. Для того, чтобы пары бензина не могли проникнуть в камеру реостатного преобразователя, рычаг, передающий перемещение поплавка к движку, проходит через гибкую металлическую гофрированную трубку (сильфон) 4; эластичный сильфон, герметизируя камеру, не препятствует качанию рычага. Преобразователь крепится к баку при помощи фланца 5. 

Измерительная цепь бензиномера приведена на рис.3.7б. Указателем является магнитоэлектрический логометр, обе рамки которого включены последовательно с сопротивлениями обеих половин реостатного преобразователя. При изменении положения движка, связанного с поплавком, токи в обеих рамках изменяются с различными знаками, вследствие чего изменяется отношение этих токов, а, следовательно, и отклонение стрелки указателя. Сопротивления r1 и r2 служат для регулировки прибора на заданный предел измерения. Шкала указателя градуирована в литрах.

Так как в самолете может быть несколько баков, то желательно иметь показания количества топлива в каждом из них отдельно, а также суммарного количества топлива во всех баках.

При этом баки могут быть различного объема и различной формы. Поэтому и реостатные преобразователи должны быть выполнены различными по сопротивлению и по профилю, т.е. по характеру функции R = f (X), где X – перемещение движка от начального положения.

Погрешность прибора при использовании нескольких преобразователей с одним указателем достигает 5-10 % от номинального показания. При использовании логометра дополнительная погрешность при изменении напряжения питания на ±10% не превосходит 1-2% (в зависимости от величины отклонения стрелки), а погрешность от изменения окружающей температуры на ±10 градусов не превышает 0.5%.

В системах автоматики и информационно-измерительной техники ввиду относительной простоты в конструктивном исполнении, хороших точностных характеристик и удобства в эксплуатации целесообразно применять электромеханические резистивные преобразователи перемещения.

 

Рисунок 3.7 Датчик и схема электрического бензиномера

 

Тензорезистивный эффект

Механизм чувствительности тензорезистивных преобразователей основан на реализации функциональной зависимости активного сопротивления проводника от величины механических напряжений и деформаций, создаваемых в нем измеряемым воздействием. При этом могут изменяться как геометрические размеры, так и удельное сопротивление проводника.

, ,                            (3.5)

,                  (3.6)

,                         (3.7)

,                          (3.8)

где - коэффициент Пуассона, характеризует соотношение продольных и поперечных деформаций проводника.  

Для твердых тел , для жидкости .

Относительное изменение сопротивления проводника при воздействии на него механическим усилием будет в большей степени определяться изменением геометрических размеров чувствительного элемента, и в гораздо меньшей степени будет зависеть от изменения электропроводности материала.

 

, ,               (3.9)

                 (3.10)

где - коэффициент относительной тензочувствительности.

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: