Преобразователи выполняются

Различие между измерительным преобразователем и преобразовательным элементом заключается в следующем. Измерительный преобразователь как средство измерений имеет нормированные метрологические характеристики и выполняется обычно в виде отдельного независимого устройства определенного класса точности. Это, например, измерительные трансформаторы, внешние шунты и добавочные сопротивления, термоэлектрические или терморезистивные измерительные преобразователи температуры. Преобразовательный элемент не имеет отдельно нормированных метрологических характеристик, однако его погрешности лимитируются погрешностями тех измерительных преобразователей или приборов, в состав которых он входит. Измерительный трансформатор, являющийся неотъемлемой частью прибора, внутренний шунт или внутреннее добавочное сопротивление являются преобразовательными элементами.

8. Тепловые преобразователи. Тепловыми называют преобразователи, в основу принципа работы которых положены физическиг закономерности, определяемые тепловыми процессами. Основными разновидностями тепловых преобразователей являются термомеханические, терморезистивные и термоэлектрические преобразователи. Тепловые преобразователи —это в основном преобразователи температуры. Однако косвенно они используются и для преобразований других неэлектрических величин, которые проявляются через тепловые процессы и функционально связанны с тепловыми величинами. Например, химический состав веществ, концентрация, скорость движения жидкостей и газов и другие.

9. Электрохимические преобразователи. Принцип действия электрохимических преобразователей основан на зависимости электрических параметров электролитической ячейки от состава и концентрации, температуры и других свойств раствора, а также зависимости электрической разности потенциалов на границе раздела твердой и жидкой фаз от скорости перемещения раствора. Входными сигналами электрохимических преобразователей могут быть разнообразные физические величины: качественный и количественный состав сложных жидких и газообразных сред, давление, скорость, ускорение и т. п. Основными разновидностями электрохимических преобразователей являются электролитические резистивные преобразователи, гальванические, полярографические, электрокинетические, химотронные.

Скачкообразному воздействию входного сигнала подвергаются преобразователи температуры при их перемещении из среды с одной температурой в среду с другой температурой, ИП систем обегающего контроля и т. п. Воздействие в виде единичного импульса характерно, например, для акселерометров, предназначенных для измерений ударных ускорений, баллистических гальванометров, измеряющих количество электричества, и т. п.

Термоэлектрические преобразователи. Для измерений температур в пределах —200...+2500° С применяются стандартные технические термопреобразователи температуры, выпускаемые в СССР согласно ГОСТ 6616—74 (табл. 13.4). Градуировочные таблицы и метрологические характеристики таких преобразователей нормируются ГОСТ 3044—77.

Кроме стандартных используются также и специальные термоэлектрические преобразователи температуры. Это обусловлено стремлением расширить пределы преобразования и повысить точность, а также спецификой условий эксплуатации, технико-экономическими соображениями. Так, для преобразования низких температур вплоть

Терморезистивные преобразователи. Терморезистивные преобразователи температуры (ГОСТ 6651—78 именует их термопреобразователями сопротивления) бывают двух основных разновидностей: с платиновым: (ТСП) и медным (ТСМ) чувствительными элементами и предназначены для преобразований температуры в диапазоне —200...+1100° С (табл. 13.5).

Кроме погружаемых выпускаются также терморезистивные преобразователи температуры специального назначения, например для измерения температуры поверхности вращающихся объектов и др.

В настоящее время широкое распространение получили полупроводниковые терморезистивные преобразователи температуры [78]. Термочувствительный полупроводниковый элемент / таких преобразователей

13.7. Полупроводниковые терморезистивные преобразователи температуры.

13.5. Термоэлектрические и Терморезистивные преобразователи температуры ...... 236

Конструктивно преобразователи выполняются в вид§„ металлических (золото, алюминий иногда с подслоем хрома или ванадия для улучшения адгезии) электродов

Один из важнейших аналоговых функциональных узлов — логарифмический преобразователь, напряжение на выходе которого равно логарифму входного напряжения. Наиболее часто логарифмические преобразователи выполняются на основе полупроводниковых диодов или биполярных транзисторов, включенных в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя ( 76, а, б). В самом деле, ток через полупроводниковый диод

Вследствие того, что в знаменателе последнего выражения отношение Аб/б находится в квадрате, в дифференциальном преобразователе линейность характеристики обеспечивается в более широких пределах. Поэтому практически все индуктивные преобразователи выполняются дифференциальными.

Реостатные преобразователи выполняются как с проводом, намотанным на каркас, так и реохордного типа. В качестве материала проводг чаще всего применяют манганин, константан или фехраль. В очень ответственных случаях, когда требования к износоустойчивости юнтактной поверхности особенно высоки или когда контактные давления очень малы, применяют сплав платины с иридием (90% Pt + 10% 1т). Добавка иридия к платине увеличивает твердость и прочность последней, повышает кислотоупорность, анти-

Таким образом, для магнитоупругих преобразователей выгодно применять материалы, у которых сочетается большое значение магнитострикции с большим значением проницаемости и с малой индукцией насыщения. Поэтому для магнитоупругих преобразователей часто применяют пермаллой. Магнитоупругие преобразователи выполняются также из обычной мягкой стали и из кремнистой стали. При этом чувствительность таких преобразователей хотя и меньше, чем у преобразователей из пермаллоя, но вполне достаточна для практических целей.

Вследствие того, что в знаменателе последнего выражения отношение Дб/б находится в квадрате, в дифференциальном преобразователе линейность характеристики обеспечивается в более широких пределах. Поэтому практически все индуктивные преобразователи выполняются дифференциальными.

Преобразователи выполняются различных размеров в зависимости от назначения. Наиболее часто используются преобразователи с длиной решетки (базой) от 5 до 50 мм, имеющие сопротивление 30—500 Ом.

Для промышленных непрерывных измерений преобразователи выполняются проточными, причем часто используются конструкции, в которых роль второго электрода играют стенки сосуда (металлического).

А. Явнополюсные синхронные машины. Наиболее распространенная конструктивная схема таких машин показана на 18-3, а, индуктор является вращающейся частью с выступающими полюсами. В машинах мощностью до 100 кет при скорости вращения 750 — —1500 об /мин полюсы крепятся болтами к втулке, насаженной на вал. При большем количестве полюсов сердечник ротора выполняют в виде колеса, по ободу которого проходит магнитный поток ( 33-2). В машинах средней и большой мощности полюсы крепятся к сердечнику ротора с помощью Т-образных хвостов. Для катушек обмотки возбуждения применяется прямоугольный провод, а в крупных машинах — полосовая медь. В полюсных наконечниках размещаются медные или латунные стержни, соединенные по торцам полюсных наконечников медными дугами. Стержни и дуги образуют короткозамкнутую обмотку ротора, предназначенную для создания асинхронного момента. Явнополюсные синхронные машины мощностью до 10 кет и одноякорные преобразователи выполняются по конструктивной схеме машин постоянного тока, вместо коллектора на вращающемся якоре расположены .три контактных кольца для соединения обмотки якоря с сетью.

Преобразователи Холла изготовляются кристаллические и пленочные. Кристаллические преобразователи выполняются в виде тонких пластинок (h — 0,l-f-0,5 мм), вырезанных из монокристаллов Ge, Si или из кристаллов химических соединений InAs, InSb, HgSe, HgTe и др. Токовые выводы припаиваются по всей длине граней, а потенциальные — к середине граней ( 7.19, а).

Преобразователи выполняются в виде намотки из изолированной манганиновой, константановой или вольфрамовой проволоки, а в ответственных случаях—из специальных сплавов, на каркас из изолирующего материала различной формы: прямолинейной пластины, кольца и др. Диаметр провода — от 0,02 до 0,1 мм. Сопротивление выпускаемых промышленностью преобразователей колеблется от десятков до нескольких тысяч ом. Одно из основных требований, предъявляемых к материалу проволоки, — малый температурный коэффициент сопротивления. Намотка — сплошная (виток к витку) или с принудительным шагом. Подвижный контакт (движок) изготовляется из сплава платины с иридием или платины с бериллием и тщательно полируется. Движок должен обеспечивать хороший контакт при минимальном усилии. Контактная поверхность обмотки («беговая» дорожка 3 на 8.1) зачищается и полируется.