Тензочувствительные (тензорезисторные) ИП

Контрольная  работа

по дисциплине: «Технические измерения и приборы»

 

 

Выполнил:

студент 4 курса группы ТТ

Сокирняк С.   .

Принял:

старший преподаватель

Купорова А.В.

 

 

Тверь 2019

 

Содержание:

1. Введение                                                                                                               3

2. Раздел 1.Общие вопросы измерений неэлектрических величин               4

       3. Раздел 2. Термометр цифровой ЦИТ-2Ц                                                      7

4. Раздел 3. Практические задачи.                                                                          9

5. Список литературы                                                                                                  17

 

Введение.

Развитие общества, его деятельность всегда были связаны с измерениями. Научно-технический прогресс во многом обусловлен появлением новых процессов, технических устройств, автоматизированных систем управления и контроля различного назначения. Вместе с тем, непрерывно повышаются требования к качеству и надёжности функционирования объектов, систем, устройств, и чем они становятся сложнее, тем труднее получить высокие показатели качества и надёжности. Общеизвестно, что невозможно достичь этих показателей без проведения измерений нескольких десятков, сотен и тысяч параметров и характеристик объектов измерений.

Система измерений в современных условиях должна обеспечивать не только их точность и единство, но также и своевременность. В технологических процессах измерения зачастую должны проводиться за доли секунды, в режиме реального времени.

Раздел 1.

Общие вопросы измерений неэлектрических величин.

 

В процессе производственной и научной деятельности, наряду с измерением электрических величин, возникает необходимость в измерении большого количества неэлектрических величин (температуры, давления, расхода, влажности, уровня и т. д.).

Измерение неэлектрических величин может осуществляться с помощью неэлектрических и электрических средств измерений.

Измерение неэлектрических величин с помощью электрических средств имеет ряд достоинств, определяющих их широкое применение. Основными преимуществами применения электрических средств являются:

1)возможность осуществления дистанционных измерений, когда результат измерений может быть получен на значительном расстоянии от объекта исследования;

2)удобство использования электрических измерительных сигналов для решения задач автоматического контроля и управления;

3)высокая чувствительность и малая инерционность.

При всем многообразии способов и методов измерения неэлектрических величин при помощи электрических средств измерений, их общность состоит в том, что измеряемую неэлектрическую величину предварительно преобразуют в пропорциональную ей электрическую (силу тока, напряжение, частоту, сопротивление и т.д.), а затем измеряют известными средствами электрических измерений.

Измерительные преобразователи неэлектрических величин

Обязательным элементом любой измерительной цепи для измерений неэлектрической величины электрическими средствами является измерительный преобразователь (ИП).

По принципу действия все ИП разделяют на: 1) генераторные; 2) параметрические.

Генераторные ИП под воздействием измеряемой неэлектрической величины вырабатывают (генерируют) электрическую энергию (э.д.с., ток и т.д.), пропорциональную измеряемой величине.

Параметрическими называют ИП, в которых под воздействием измеряемой неэлектрической величины изменяются какие-либоэлектрические параметры (сопротивление, емкость, индуктивность и т.д.).

Индукционные ИП

Принцип действия таких ИП основан на явлении электромагнитной индукции (наведении э.д.с. в контуре, находящемся в переменном магнитном поле: e d w d ). dt dt

В качестве примера индукционного преобразователя может служить тахометрический преобразователь числа оборотов

 

Пьезоэлектрические ИП

Принцип действия таких ИП основан на прямом пьезоэлектрическом эффекте, заключающемся в появлении электричесих зарядов на гранях кристаллов некоторых диэлектриков под влиянием механических напряжений, действующих на них.

Подобные диэлектрики называют пьезоэлектриками (сегнетоэлектриками). Характерными пьезоэлектриками, применяемыми в измерительной технике, являются: сегнетова соль, кварц, турмалин, титанат бария и др.).

Термоэлектрические ИП (термопары)

Принцип действия таких ИП основан на термоэлектрическом эффекте (эффекте Зеебека), сущность которого заключается в том, что при соединении двух разнородных проводников в месте их соединения возникает ЭДС (термоЭДС), зависящая от рода материала проводников и температуры места соединения.

Проводники, образующие термопару, называются термоэлектродами. Место соединения термоэлектродов называется рабочим или горячим спаем. Противоположные концы называются холодными или свободными

Параметрические измерительные преобразователи

Индуктивные ИП

Принцип действия таких преобразователей основан на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности катушек с ферромагнитным сердечником от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов их магнитной цепи.

Одно из конструктивных решений индуктивного преобразователя, поясняющее принцип его действия

Тензочувствительные (тензорезисторные) ИП

В основе работы тензочувствительных преобразователей лежит явление тензоэффекта, заключающееся в изменении активного сопротивления проводников (полупроводников) при их механической деформации.

При деформации изменяется его длина l и площадь поперечного сеченияS, а также,из-задеформации кристаллической решетки – удельное сопротивление ρ, что приводит к изменению сопротивленияR.

Характеристикой тензоэффекта материала является коэффициент относительной тензочувствительности Sт, определяемый как отношение изменения сопротивления к изменению длины проводника

В настоящее время при измерении давления жидкостей и газов широко применяются полупроводниковые тензопреобразователи, у которых на тонкой пластине кремния, находящейся на подложке из изолятора (сапфира, корунда и т. п.) сформированы тензорезисторы и соединительные проводники.