sciąga, Elektrotechnika, Rok 2, Metrologia

Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ

Budowa i zasada działania miernika magnetoelektrycznego

W przetwornikach magnetoelektrycznych źródłem momentu napędowego jest wzajemne oddziaływanie stałego pola magnetycznego i uzwojenia, przez które płynie prąd. Organem ruchomym może być zarówno miniaturowy magnes trwały umieszczony wewnątrz nieruchomej cewki, jak i lekka cewka znajdująca się w nieruchomym polu magnesu trwałego. Najczęściej spotyka się drugie rozwiązanie w którym magnes trwały 1 wraz z nabiegunnikami 2 i rdzeniem 3 stanowią ciężkie elementy nieruchome, służące do wytworzenia w szczelinie powietrznej 4, pola magnetycznego o promieniowym kierunku i stałej wartości niezależnej od położenia (czyli od kąta a). Organem ruchomym jest cewka 5, nawinięta cienkim (0,02...0,1 mm) izolowanym przewodem miedzianym. Cewka jest ułożyskowana w taki sposób, aby jej oś obrotu pokrywała się z osią geometryczną szczeliny obwodu magnetycznego. Do cewki jest przymocowana wskazówka oraz masy dodatkowe tak dobrane, że środek ciężkości całego organu ruchomego znajduje się na osi obrotu. Dwie sprężyny spiralne (czasem taśmy zawieszenia) doprowadzają prąd do cewki i są jednocześnie źródłem momentu zwrotnego.

Rezystancyjne czujniki temperatury:

Termometr rezystancyjny – służący do pomiaru wykorzystujący zmianę towarzyszącą zmianom temperatury.

Pomiar jest dokonywany drogą pośrednią. Mierzy się oporność odpowiednio dobranego elementu pomiarowego () przy pomocy , który jest wyskalowany w jednostkach temperatury.

Oporność elektryczna metali w pewnym zakresie rośnie liniowo wraz ze wzrostem temperatury. Pozwala to na wykorzystanie tego zjawiska w termometrach. Stosowane są oporniki i ze względu na wysoką i odporność na .

Często są stosowane oporniki o oznaczeniach:

· – opornik platynowy o wartości pomiarowej 100 Ω w 0 °C

· – opornik platynowy o wartości pomiarowej 500 Ω w 0 °C

· – opornik platynowy o wartości pomiarowej 1000 Ω w 0 °C

· - opornik niklowy o wartości pomiarowej 100 Ω w 0 °C

Czujniki rezystancyjne są to przyrządy reagujące na zmianę temperatury zmianą rezystancji wbudowanego w nie rezystora. Zasada działania czujników rezystancyjnych polega na wykorzystaniu zjawiska zmiany rezystancji metali wraz z temperaturą. Ze wzrostem temperatury wzrasta amplituda drgań jąder atomów oraz prawdopodobieństwo zderzeń elektronów swobodnych i jonów, co ze względu na hamowanie ruchu elektronów powoduje wzrost rezystancji

Przetworniki A/C met. Czasową prostą:

W przetwornikach opartych na pośrednich metodach przetwarzania wejściowy sygnał analogowy przetwarzany jest na proporcjonalną do niego wielkość pomocniczą. Bardzo często jest to czas trwania impilsów lub ich częstotliwość. Taka pomocnicza wielkość zwykle daje się łatwo mierzyć, a przenoszący ją sygnał cyfrowy można przesyłać bez zniekształceń.

Przetworniki tego typu są obecnie dosyć rzadko używane, zwykle nie jako autonomiczne urządzenia, ale jako elementy bardziej skomplikowanych układów. Występują w licznych odmianach.

Odcinki czasu są wykorzystywane do zliczania impulsów o stałej częstotliwości – w ten sposób otrzymujemy stan licznika proporcjonalny do wejściowego sygnału analogowego.

14.1 Cyfrowy pomiar czasu

Do pomiaru czasu stosuje się głównie metody cyfrowe ze zliczaniem impulsów o częstotliwości wzorcowej. Zasadę działania czasomierza cyfrowego ilustruje rys.14.1

Rys 14.1 Schemat blokowy cyfrowego miernika czasu[2].

Impulsy wejściowe, wyznaczające początek i koniec przedziału tx, sterują przerzutnikiem bramkującym. Przerzutnik ten wytwarza impuls bramkujący, który otwiera bramkę na czas między kolejnymi impulsami wejściowymi. Impulsy wzorcowe o okresie TW są otrzymywane impulsów generatora impulsów wzorcowych. Po powieleniu lub podzieleniu częstotliwości, sygnał z generatora wzorcowego jest formowany w ciąg impulsów o parametrach wymaganych do wysterowania licznika impulsów. Impulsy wzorcowe przechodzą przez bramkę, która jest otwarta w czasie wyznaczonym przez impulsy wejściowe, a następnie wprowadzane do licznika impulsów.

Zakres pomiarowy, czyli maksymalny przedział czasu, który może być zmierzony przez dany czasomierz, zależy od pojemności licznika i jednostki pomiarowej, jaką jest okres wzorcowy TW.

Pojemność licznika jest stała w danym przyrządzie, można natomiast zmienić okres wzorcowy TW przez przełączenie, z reguły dekadowych, powielaczy lub dzielników częstotliwości wzorcowej. Jedynym ograniczeniem jest rozdzielczość licznika. Jeśli licznik zliczył NX impulsów, to przy częstotliwości generatora wzorcowego fw zmierzony czas tx wyznacza zależność

Przy wyznaczaniu okresu przebiegu, np. sinusoidalnego, formuje się impuls bramkujący odpowiadający m mierzonym okresom TX, czyli

m∙ TX = NX ∙TW

stąd

Błąd pomiaru czasu można obliczyć z zależności

gdzie dW - błąd generatora wzorcowego,

1/N - błąd zliczania

Przetwornik A/C z kompensacją równomierną. Napięcie kompensacyjne generowane jest w przetworniku C/A przez zamianę cyfrowej zawartości licznika na wartość analogową. Z każdym taktem zegarowym zawartość licznika wzrasta o 1 LSB czyli napięcie kompensacyjne wzrasta o wartość UI/2n. W komparatorze porównywane jest napięcie mierzone UI z napięciem kompensacyjnym. W wyniku porównania może pojawić się "1" lub "0". Jeżeli jest to "1" cykl przetwarzania trwa dalej, jeżeli jest to "0" kończy się zliczanie.

Półprzewodnikowe czujniki temp.

Rezystory wykonane z materiałów półprzewodnikowych, silnie zmieniające wartości oporu

elektrycznego z temperaturą, służące pomiarom temperatury, nazywane są termistorami. Współczynnik

określający zmienność rezystancji z temperaturą może być dodatni, co oznacza wzrost rezystancji z

temperaturą. Takie termistory określamy terminem PTC (Positive Temperature Coefficient). Drugi rodzaj

termistora to NTC (Negative Temperature Coefficient), oznaczający zmniejszanie wartości oporu rezystora

pomiarowego w funkcji temperatury.

W termistorach typu NTC wzrost temperatury zwiększa energię elektronów, powodując zwiększenie

ich liczby, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu natężenia prądu przy tym samym napięciu źródła

zasilającego. Natężenie prądu termistora zależy od prędkości ruchu ładunków v, ich koncentracji N oraz pola

przekroju rezystora F (8).

(7) I = F ⋅ e⋅ N ⋅ v

Wykonywane są z tlenków metali: żelaza, manganu, miedzi, niklu, cyku. Proces produkcyjny polega

na spiekaniu lub stapianiu w wysokich temperaturach (rzędu 1000˚C) w odpowiedniej atmosferze.

Termistory typu PTC odznaczają się często skokową zmianą rezystancji w pewnej temperaturze,

określonej dla danego rodzaju termistora. Przed osiągnięciem tej temperatury odznaczają się niewielkim

ujemnym współczynnikiem zmiany rezystancji z temperaturą. Używane są jako zabezpieczenie obwodów

elektrycznych przed przepływem zbyt dużego prądu. Przepływające ładunki, powodują wydzielanie na

rezystorze pewnej ilości ciepła. Przy odpowiednio dużej wartości prąd płynącego ilość wydzielanego ciepła

I/I0

q Delta V/(kT)

dla T=333K

dla T=303K

T=273K

Rysunek 4: Zmiana prądu złącza pn w funkcji qΔV/kT dla

różnych temperatur. podgrzewa silnie rezystor, powodując osiągnięcie temperatury, w której następuje skokowy wzrost

rezystancji. Wykorzystywane są również do kompensacji zmian rezystancji z temperaturą innych elementów,

np. we wzmacniaczach.

Przetworniki A/C

sciąga, Elektrotechnika, Rok 2, Metrologia

Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ

Formularz