Пружинные манометры

Принцип действия основан на деформации различного рода упругих элементов, которые через передаточный механизм передается на стрелку прибора.

Общие характеристики:

К преимуществам можно отнести:

1) Большой диапазон измерения (5*10^-6 – 10⁴) атм.

2) Портативность.

3) Простота изготовления, возможность налаживания массового производства.

4) Относительная механическая прочность и ударопрочность.

Недостатки:

1) Меньшая точность, чем у поршневого.

2) Слабо поддаются автоматизации. Особенно высокоточные приборы.

Манометры с трубчатой пружиной

Пружина имеет вид дуги. Есть центр. Есть угол раскрытия. Одни контакты ДВ, другие СА. Угол гамма. Сечение трубки эллипс. Трубка изготовлена так, что большая ось эллипса перпендикулярна плоскости рисунка. При подаче давления внутрь трубки, она начинает раскручиваться и угол гамма уменьшаться. При подаче давления в такую конструкцию она приобретает более округлую форму. В'>В. Дуги сохраняют свою длину и после раскручивания. Угол, на который сдвигаются концы трубок мал. До подачи давления ОА=R, OC=r. После подачи давления R' и r'. Дуга , . , по допущению гамма . Тоже и для маленькой. Получили равенство. получили , значит трубка действительно раскручивается.

345 (*)

Физический смысл дельта гамма это угол раскручивания. Величина линейно связанная с перемещением стрелки манометра. Из этой формулы можно сделать несколько выводов:

- изменение угла раскручивания тем больше, чем больше b. Следовательно для увеличения чувствительности манометра нужно уменьшать малую ось эллипса.

- дельта гамма пропорционален гамме. Чем больше первоначальный угол закручивания, тем чувствительнее прибор. Особенно в манометрах с геликоидальной пружиной. Там угол раскручивания может достигать достаточно большой величины.

- Круглые сечения не деформируются. При дельта b равном 0, дельта гамма равно нулю.

В действительности все гораздо сложнее.

Типы манометров, типы пружин:

1) Манометры образцовые с диаметром корпуса 250 мм. МО 1227 до 25 кгс/см², МО 1226. Класс точности 0,15; 0,16; 0,25. Верхний предел измерения выбирается из ряда 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600 кгс/см2. Тоже самое вакууметр, предел у него до -1 кгс/см2. Кончается это все штуцеров М20х1,5. В настоящее время это самый точный прибор для измерения давления.

2) С диаметром корпуса 160 мм. Класс точности 0,4, предел измерения выбирается из того же ряда. На задней стенке корпуса есть корректор положения нуля. Оретир отсутствует, штуцер имеет такую же резьбу. Главное поставить ноль. Учитывать индивидуальную градуировку манометра.

3) Технические манометры. Диаметр от 60мм до 160мм. Изготавливаются на многих заводах. Класс от 1 до 4. Верхние пределы и штуцера разные.

Мановакууметры – прибор измеряет давление и разряжение. Классы точности что и у всех технических манометров. Класс точности 1-4. Оретир отсутствует, положение нуля отсутствует, штуцера разные.

4) Специальные манометры.

Манометр сверхвысокого давления. От 1000 атм до 10000 атм. Конструктивно устроены как обычные пружинные. Диаметр корпуса 260 мм.

Со встроенными контактами.

С аналоговым выходом.

Погрешности манометров высоки. Основное – гистерезис, упругое последействие, ползучесть, релаксация. Последние два связаны с необратимыми деформациями металлов.

Нужно вводить поправки при точном расчете давления.

Пересчет давлений для зачета в тетради.

К показателям манометра должна вводиться температурная поправка. И зависит как от температуры, при которой эксплуатируется манометр.

Если манометр предусмотрен в качестве образцового, сдающего давление, то . Для манометра, который работает в качестве измерительного Конструкция манометров не меняется, а трубчатая пружина при повышении комнатной температуры только раскручивается. Этим надо руководствоваться в зависимости от того, какая у нас таблица. При повышении температуры, стрелка отходит только вверх. В техдокументации не пишется что это, измеритель или задачник. Ввели поправку а дальше по таблице находим линейную интерполяцию.

Поршневые манометры

Поршневые манометры – манометры, в которых действующее на поршень давление преобразуется в силу и определяется по значению силы, необходимой для ее уравновешивания. В наиболее распространенных манометрах уравновешивание производится весом грузов – грузопоршневые манометры.

Три класса.

1) 0,01; 0,02

2) 0,05

3) То что хуже

Назначение метрология. Обеспечивают высокую точность измерения давлений. Каждый манометр высшего разряда используется для манометров более грубых.

Каждый манометр состоит из трех частей: измерительная колонка,

Рисунок Списать.

Поправки:

- поправка на температуру. С изменением ее площадь поршня меняется.

- на изменение эффективной площади поршня от давления. Поправка не велика.

- подстановка значение ускорения свободного падения в месте проведения опыта в нашу задачу.

, h – высота над уровнем моря.

- поправка на потерю веса грузов в воздухе.

Для грузопоршневых манометров:

- МП 04(верхний предел измерения в кгс/см²) класс 0,2

- МП 2,5 класс 0,02

- МП 6 класс 0,02 и 0,05

- МП 60 класс 0,02 и 0,05

- МП 600 0,05

- МП 2500 0,05

Все эти манометры имеют существенную особенность – у них простая поршневая пара. Бывают сложные случаи – поршневую пару можно сделать двухступенчатой, тогда она будет работать как усилитель или как ослабитель; можно поставить насколько поршневых пар в ряд; дифференциальный поршневой манометр – когда, предельным случаем такой ситуации является вакууметр, например МПА 15 с классом точности 0,01.

Манометр – эталонный метрологический приборЮ служащий для точного измерения давления.

Электрические манометры

Для измерения сверхвысоких (10-30 тыс. атм.), быстро меняющихся давлений и для измерения небольшой разности давлений (5*10^-5 мм Hg).

Пьезоэлектрические манометры.

Принцип действия основан на возникновении электрических зарядов при деформации сегнетоэлектрического кристалла

Манометр сопротивления.

R сопротивление проводника при отсутствии давления.

, – маленький коэффициент.

Самый типичный представитель – манганиновый манометр Жаховского.

Цифровая измерительная техника

Существуют приборы с цифровым выходом.

Преимущества:

- объективный способ отсчета показаний

- отсутствие потерь при передаче информации на любые расстояния

- облегченные условия записи показаний при подключении к ЭВМ

- возможность многократного дублирования и ветвления информации при ее передаче

- возможность участия передаваемого сигнала в исследуемом процессе и отдельных его элементах

- отсутствие дрейфа, шумов, наводок

- возможность малой инерционности регистрирующего устройства и возможность исследования быстро протекающих процессов.

Недостатки:

- более высокая стоимость по сравнению с аналоговыми приборами тех же параметров

- не всегда цифровая индикация более удобна для человека (обычные стрелочные часы)

- определенная потеря точности (небольшая потеря есть)

Дискретный кодированный сигнал – сигнал, у которого информация заложена не в размере величины, используемой для ее передачи, а в количестве сигналов и их взаимном расположении. Дискретный в отличии от непрерывного может иметь только конечное число значений.

Систему определенных правил, используемую для представления информации посредством цифр или дискретных сигналов называют кодом.

Чтобы преобразовать обычный непрерывный сигнал в дискретный набор цифр, нужно употребить две процедуры:

- дискретизация – преобразование непрерывной величины в дискретную путем сохранения только некоторых ее значений, взятых в определенные промежутки времени. Интервал времени – шаг дискретизации (интервал между соседними значениями, может быть как постоянный, так и переменный). Дискретизация бывает равномерная и неравномерная

- квантование – преобразование путем замены ее мгновенных значений ближайшими фиксированными значениями, рад или совокупность которых образованы по определенному закону с помощью мер. Расстояние между двумя ближайшими детерминированными значениями называется ступенью квантования. Может быть как постоянной, так и переменной величиной.

Точность информации определяется шагом дискретизации и ступенью квантование

Цифровое кодирование – получение при определенной системе правил цифрового значения квантованной величины в виде определенной комбинации чисел.

Аналого-цифровое преобразование – измерительный процесс, включающий в себя в общем случае дискретизацию, квантование и кодирование непрерывной входной физической величины, а измерительный преобразователь, автоматически осуществляющий этот процесс – аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Чтобы получить из АЦП ЦИУ (цифровое измерительное устройство) нужно его дополнить входным аналоговым преобразователем и отсчетным устройством.

Схема АЦП:

Схема ЦИУ:

Единственным общим отличительным признаком ЦИУ является автоматизм аналого-цифрового преобразования.

Правила (какие цифровые коды используются в ЦИУ):

- натуральный двоичный код. К каждому ставиться в соответствие , , как правило 2, .

Недостаток – может использоваться только для положительных цифр. Чтобы можно было пользоваться отрицательными вводится прямой код для знака.

- двоично-десятичные коды. Каждая значащая десятичная цифра представляется четырмя двоичными знаками. Самый банальный вариант 8-4-2-1, тогда любое число представляется в нем в виде , . Может быть 2-4-2-1, тогда , может быть 4-2-2-1 и разные перестановки.

Пять методов преобразования непрерывной величины:

1) Время-импульсный

Условно имеется некоторый отрезок х, и имеем квант длинны, назовем его q, прикладываем его по отрезку и когда перескочили отрезок, округляем в меньшую сторону, получаем целое число приложений. Можно привести пример весы.

Характерная черта – последовательный счет повторяющейся мелкой единичной меры (квантом) до приближения полученной суммы к значению измеряемой величины.

2) Частотно-импульсный. Нет мелкой меры кванта, мы хотим измерить длину шара. Есть например дорога 100 м, мы шагаем, потом . M – количество шагов.

Характерная черта – последовательный счет измеряемой величины до приближения полученной суммы к значению крупной меры.

3) Кодо-импульсный метод. Нужно иметь набор мер, отличающихся друг от друга, например в 2 раза. Нужно иметь меры, по размеру аналогичные набору 2⁰, 2¹, 2², ….. Прикладываем отрезочки (для сантиметров). Число, полученное в результате прикладывания (0 или 1) будет представлять собой двоичный вид нашей величины.

Аналогичные приемы могут быть рассмотрены и на весах. Нужно чтоб гирьки были 2, 4, 8, 16 ….

Характерная черта – наличие нескольких мер, кратных кванту, и соотносящихся между собой, как коэффициенты кода.

4) Метод пространственного кодирования. В отличие от предыдущего надо иметь некоторую маску (двоичную линейку), к которой будем прикладывать измеряемую величину.

Характерная черта – наличие кодовой маски, содержащей всевозможные кодовые комбинации и считывание одного из двух состояний для каждого разряда и получим преобразованную величину.

5) Не имеет названия.

Например надо измерить длину отрезка, а в мешке лежат проволоки, олицетворяющие собой последовательный набор квантов q, 2q, 3q, ….. Дальше проволочки достаем и прикладываем к отрезку. Если меньше отрезка то налево, если больше то направо. Потом считаем в левой кучке.

Характерная черта – одновременное сравнение измеряемой величины с множеством мер, отличающихся друг от друга на один квант.

Элементная база цифровых измерительных устройств

1 поколение:

Электронные лампы, резисторы, конденсаторы. Малое быстродействие, малая надежность, большое потребление энергии, большой размер

2 поколение:

Появление полупроводниковой техники. Ферритовые кольца. Возросло быстродействие, уменьшился вес.

3 поколение:

Микросхемы с малым и средним уровнем интеграции

4 поколение:

БИС (большие интегральные схемы) и прочие чудеса современной радиотехники.

Развивается в направлениях миниатюризация, быстродействие, увеличение тактовой частоты.

Основные функциональные узлы ЦИУ

Триггер – электронное устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия. Важен и интересен потому, что последовательное соединение нескольких триггеров образует собой счетчик импульсов.

На вход подается последовательность импульсов. Допустим что переключение состояния триггера происходит по заднему фронту импульса. Тогда на другом триггере получаем.

Получили уровни. Тот же самый двоичный код.

Дешифратор – преобразует числа по одному основанию в записанные по другому основанию. Несложен.

Операционные усилители – преобразуют аналоговые сигналы.

Сравнивающее устройство – когда сравниваем два сигнала, то важно определить наличие разности …..Состоит из дифференциального усилителя и порогового элемента.

Это все в идеале. Но в реальности все по-другому.

Другие технические характеристики – время задержки и порог срабатывания. Технически это микросхема.

Емкостный дифференциальный микроманометр

Создан Суетиным.

Принцип действия основан на изменении емкости конденсатора в зависимости от давления.

Служит для измерения разности давления от 5*10^-5 до 5*10^-3 мм Hg. Очень чувствительный прибор. Это его достоинство.

При подаче разности давлений будет меняться емкость конденсатора . Это изменений регистрируется вторичным приборов. Если емкость мембраны порядка сотни пик, то само изменение не более 5 пик. Градуировка сложна и индивидуальна. Индивидуальна для каждого прибора. Нужна для там где требуется очень высокая чувствительность по изменению давления. Сложность настройки как самого прибора, так и вспомогательной аппаратуры. Возможность организовать аналоговую запись. Давление в системе не нарушает, емкость достаточно мала. Но поскольку входит, то калибровка зависит от вида газа.

Измерения вакуума

Приборы называются вакуумметрами. Вакуумметры прямого действия и косвенного действия.

Прямого действия – приборы, которые измеряют непосредственно давление газа. Отсчет вакуумметра не зависит от состава газа и его температуры. Приборы покрывают диапазоны 10^-3 до 10^-5 Па. Относятся жидкостные, компрессионные, деформационные.

Косвенного – измеряют не само давление, а некоторую его функцию и как правило состоят из измерительного блока и монометрического преобразователя. Выходной сигнал зависит от состава газа и температуры. Предел шире и способен измерять до 10^-10 Па. Относят тепловые и ионизационные приборы.

Жидкостные

Открытый тип

Закрытые. Точно такие же, только трубка запаяна и разность уровней меняется на противоположные. Речелева пустота – пары жидкости. Если ртуть, то для 20^оС p=0,16 Па.

Компрессионные (Мак-Леода)

Сначала без вакуума все давления равны. Подключаем к вакууму, ртуть поднимается вверх и делаем так, чтобы она не доходила до ответвления 3. После этого начинаем поднимать грушу и ртуть потекла вверх, стала заполнять всю систему.. Работает закон Бойля-Мариотта. , – объем части капилляра незаполненной ртутью. , . Сводится к такому уменьшению первоначального объема газа до , чтобы первоначальное очень малое давление было увеличено до давления, измеряемого непосредственно по разности ртути .

Если , , то

Два метода измерения давления:

1) Метод линейной шкалы. Газ сжимается до некоторой отметки, нанесенной на шкале. Тогда

2) Метод квадратичной шкалы. l = h , , – постоянные, которые характеризуют вакуумметр.

Достоинства компрессионного вакуумметра:

- является прибором производящим абсолютные измерения (можно рассчитать и??? без сравнения с показаниями какого-то другого вакуумметра. Это обусловливает его его использование в вакуумной метрологии)

Недостатки:

- в откачанный объем попадают пары ртути

- измерения разовые и требуют постоянства вакуума

- сложность, громоздкость, хрупкость конструкции

- опасность работы со ртутью

Деформационные вакуумметры

Ничем не отличается от деформационного манометра.

10^-2 мм Hg – 1 ата.

Применяется везде. Там где требуется недостаточно глубокий вакуум.

Тепловые вакуумметры:

Принцип действия основан на зависимости теплопроводности газа от давления, если длина свободного пробега больше среднего расстояния между стенками, тогда теплопроводность газа пропорциональна давлению. При более высоких давлениях теплопроводность от давления не зависит, поэтому это свойство используется для измерения вакуума.

- Тепловые вакуумметры сопротивления

10^-3 мм Hg – 1 ата. Сопротивление измеряется любым способом. Нить является одной из плеч моста

Точность невысока. Градуирован прибор уже в единицах давления

- Термопарные тепловые вакуумметры

1- корпус, 2- подогреватель, 3- термопара (ХА, ХК), 4-

ПМТ-2 (стеклянный), ПМТ-4м (железка)

-10^-3 – 10 мм Hg. С уменьшением давления уменьшается теплопроводность газа. Изменение температуры нити отмечается термопарой.

Необходимо установить ток накала и по прибору произвести измерение ЭДС.

- Ионизационные

Служат для измерения глубокого вакуума. Работа основана на ионизации газа электронным потоком и?

ПМИ-2 (преобразователь манометрический ионизационный)

Между катодом и сеткой возникает поток электронов, на анодную сетку подается напряжения порядка 200 Вольт, электроны при быстром полете ионизуют то, что там есть и ионы попадают на коллектор, на котором -50 В. Чем больше их приплыло, тем больше ионный ток, он измеряется другими приборами. При достаточно низких давлениях давление пропорционально ионному току. Пределы 10^-10 – 10⁰ мм Hg.

Применение как в промышленности, так и в научных разработках.

ВИТ-2, ВИТ-3 (вакууметр ионизационный термопарный). Соединяют ионизационный и термопарный.

НЕ меняя температуру измеряют форм вакуум и более глубокий вакуум. Один из самых распространенных приборов.

- Магнитный вакууметр.

Ионизация происходит не термоэлектронами, а тлеющий разряд между двумя холодными электронами. Более сложны. Интервал 10^-12 – 10^-4 мм Hg.

- Радиоизотопные вакуумметры

Ионизация газа происходит потоком альфа частиц, при распаде.

Измерения веса и массы

Масса – физическая характеристика меры, является выражением гравитационных и инерционных свойств. Используются гравитационные свойства. Средствами измерения для гравитационного метода являются весы.

Весы – прибор для измерения массы, чувствительный элемент которого воспринимает вес груза и преобразует его в величину, удобную для отсчета или управления процессом измерения.

Гиря – однозначная мера, воспроизводящая единицу массы, ее кратное или дольное значение.

Весов очень много.

Общая классификация:

Весы: Лабораторные и промышленные (статическое взвешивание, дозаторы, объекты в движении)

Лабораторные:

1) Аналитические. Применяются для научных исследований, химических анализов и взвешиваний высокой точности. Подразделяются на:

- большегрузные от 1 до 5 кг. ЦД 1-2 мг.

- для макроанализов. максимальная масса 100-200 г, ЦД <= 0,1 мг

- микроаналитические максимальная масса менее 20 г, ЦД <= 0,01 мг

- ультрамикроаналитические меньше 1 г, ЦД <= 0,01 мг

2) Технические. Сочетают быстродействие и удобство работы. Предел измерения от 20 г до 50 кг. ЦД от 0,01 до 0,1 г.

3) Специальные. Служат для определения величин, зависящих от массы. Работают в строго регламентированных условиях (промышленность). Входят весы образцовые, которые служат для поверки остального весового оборудования.

Гири:

1) Эталонные. Для поверочных работ.

2) Образцовые. Для поверочных работ.

3) Общего назначения.

4) Встроенные в весы. Специфические гири, человек которых иногда не видит. Автоматически или с помощью чего-то могут быть помещены на весы.

5) Специальные

Простое и точное взвешивание

Простое заключается в сравнении массы груза с суммарной массой гирь путем сопоставления их веса.

или , суть в том, что не учитывается влияние внешних факторов. Поскольку гири имеют определенный уровень дискретности, то это сравнение может быть определено с такой точность, которую обеспечивает эта дискретность. Очень часто оказывается, что этой точности недостаточно. Если ее недостаточно, то точное взвешивание

Точное взвешивание характеризуется тем, что весы включают в себя измерительный преобразователь .

Коммутационные элементы (ключи)

Применяется две разновидности элементов:

- для передачи аналоговых сигналов. Предъявляются более жесткие требования. Замкнуто – короткое замыкание. Разомкнуто – разрыв.

Реальные ключи характеризуются остаточными параметрами.

Остаточные параметры:

- при замкнутых контактах может возникать паразитное ЭДС (Батарея)

- остаточное сопротивление (единицы или десятки Ом )

- ток утечки и некоторое остаточное сопротивление. Сопротивление разомкнутого ключа.

Основная особенность ключей – быстродействие.

Аналоговые ключи служат для передачи аналогового сигнала (величина которого равна передаваемому сигналу).

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП)

Преобразует входную величину и преобразуется в аналоговый сигнал на выходе. Как правило преобразователь кода в напряжение, либо в сопротивление. Самое простое это создать преобразователь в виде последовательности резисторов и ключей.

Цифровые отсчетные устройства

Состоят, как правило, из трех составных элементов (регистр (хранится результат измерений), преобразователь кода, цифровой индикатор). Может не быть регистра. Приводит к тому, что на отсчетное устройство приходит серия никак не контролируемых сигналов. В наиболее продвинутых приборах мы может включать и отключать регистр.

Преобразователь кода нужен для фиксации либо нужного элемента индикатора или группы сигналов.

Цифровой индикатор:

1) Газоразрядные цифровые лампы. Стеклянный баллон с неоном, проволока в виде цифр. Анод представляет проволочную сетку. Недостаток – требует большого напряжения и высокое потребление мощности. Большая яркость.

2) Электро-люминесцентные индикаторы. Зелененькие, как правило. Потребление энергии на порядок меньше. Небольшая яркость.

Электро-люминесцентные индикаторы на диодах. Мощность потребления диодов большая. Высокая стоимость.

3) Катодо-лиминесцентные. Электронно-лучевая трубка, как в осциллографе. Сигнал формируется электронным способов. Могут писаться тексты, гореть буквы и т.д. Внутри вакуум. Условное обозначение ИВ (индикатор вакуумный). Достоинства – большая яркость, большие функции. Недостаток – большая хрупкость. Большой в ширину

Индикаторы на жидких кристаллах. Сотовый, часы электронные. Достоинство – малое рабочее напряжение, малая потребляемая мощность. Недостаток – слабость свечения, инерционность, доходящая за полсекунды. ЖК индикаторы обладают очень маленьким температурным диапазоном, комнатные и близ них.

4) Вакуумные накальные индикаторы. Откачанный до вакуума баллон, внутри обычная лампочка накаливания. Достоинства – высокая регулируемая яркость. Недостаток – большая потребляемая мощность.

Основные технические характеристики основных цифровых измерительных устройств:

1) Измеряемые величины и диапазоны измерения. Как правило, цифровые измерительные устройства многопредельны и многофункциональны.

2) Чувствительность, разрешающая способность, дискретность, квант. Наименьшие различимые изменения измеряемой величины.

3) Точность. В цифровых устройствах всегда есть погрешность квантования. Обычно это половина единицы последнего разряда.

4) Быстродействие. Определяется интервалом времени (может быть большим и зависит от чувствительности), временем установления показаний при скачкообразном изменении измеряемой величины. Если шаг дискретизации постоянен, то количество циклов может быть связано с временем дискретизации. Приборы следящего уравновешивания, то должны задать максимальную скорость измеряемой величины. Характерный параметр зависит от нашей исследуемой измеряемой величины.

5) Входное сопротивление и входной ток. Параметр важный. Если измеряется переменная составляющая, то должна быть вместе с активным сопротивлением должно приводится емкость или другие параметры, которые характеризуют наш прибор с точки зрения емкостной составляющей.

Входной ток – ток между замкнутыми (входные контакты замкнули и все что пошло через них). Вызывает погрешность измерения .

6) Помехоустойчивость.

Помеха – величина, не являющееся измеряемой, но действующая вместе с измеряемой величиной и искажающая результат измерений. Способность устройства снижать действие помех на результат измерений называется помехоустойчивостью.

Помехи:

- импульсные – последовательность импульсов в произвольной форме. Помехоустойчивость к ним не нормируется.

- флуктуационные – непрерывный во времени процесс (сетевая помеха 50 Гц):

* помехи общего вида (продольные)

* нормального вида (поперечные), потому что закон распределения близок к нормальному. Возникает когда возникает разность ЭДС точек заземления, паразитное ЭДС. Возникают в ходе эксплуатации приборов. Нормальный вид подразумевает, что они действую на сигнал с двух сторон и обладают всеми свойствами нормального распределения.

Методы борьбы:

- фильтрация. RC фильтры.

- статистическая обработка. записывают сигнал полностью целиком и анализируют его.

- компенсация. Более сложно, громоздко и дорого. Создание канала, разнесение по частотам и подача на вход сигнала помехи. Сложен технически, требует высокой квалификации, дорогостояще.

- усреднение. Можем усреднить по времени. Усредненный сигнал будет составлять полезную составляющую.

Во всех случаях степень помехи определяется в дБ.

7) Надежность – свойство устройства выполнять необходимые функции и сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. (коэффициент усиления, верхний предел и т.п.)

Характеристикой надежности является безотказность. Время между заклиниваниями. Определяется при изготовлении и усредняется. Усредненное время и является мерой безотказности.

Наработка на отказ – среднее число часов, работы аппаратуры между двумя соседними отказами.

Классификация цифровых измерительных устройств.

Основным элементом любого ЦИУ является аналогово-цифровой преобразователь.

Все устройства подразделяются на два класса.

1) ЦИУ прямого преобразования. Отсутствие общей обратной связи. Это приводит к резкому увеличению быстродействию прибора. Расплата происходит потерей точности. При отсутствии обратной связи ошибка не компенсируется, переходит в соседний элемент и выходит на выходе, имея значительную величину.

2) ЦИУ уравновешивающего (компенсационного) преобразования. Быстродействие ниже. Есть общая связь. Высокая точность.

Прямое преобразование. Стоит аналогово-цифровой преобразователь. Подразделяют все АЦП на несколько видов:

- пространственное преобразование. Измеряемая величина преобразуется в некую пространственную характеристику (угол поворота стрелки, отклонение рамки).

- устройство число-импульсного преобразования. Измеряемая электрическая величина преобразуется в количество импульсов.

- частотный преобразователь. Имеют значение временные характеристики и электрический сигнал преобразуется в частоту.

- устройство временного преобразования. Измеряемая величина преобразуется в интервал времени, длительность которого определяется путем заполнения этого интервала импульсами опорной частоты и подсчетов числа этих импульсов счетчиком.

- устройство амплитудного преобразования. Измеряемая величина преобразуется в амплитуду сигнала. Значение амплитуды определяется АЦП с помощью сравнения с опорными сигналами.

????

Основные виды цифровых измерительных приборов:

1) Приборы частотно временной группы. Выпускаются разных видов и номиналов. Бывают приборы, которые измеряют только одну величину, в общелабораторной практике это многопредельные и многопрофильные приборы. Это частотомеры. Измеряют временные характеристики исследуемого процесса (частоту, период).

????

Дата добавления: 2015-08-20