Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

мощности потерь на гистерезис за один период. Умножая полученное графически значение а на различную частоту, получаем мощность потерь па гистерезисе при различ­ ных частотах.

Вычитая из мощпости потерь в стали мощность по­ терь на гистерезис при одпой и той же магнитной индук­ ции и при той же частоте, найдем мощность потерь па вих­ ревые токи (рис. 12-19). Таким образом, возможно разде­ лить потери в стали на потери от гистерезиса и потери на впхревые токи при постоянной индукции и разных зна­ чениях частоты.

Аналогичным образом можно произвести определение и разделение потерь в стали п для других значений маг­ нитной индукции.

Глава тринадцатая

ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

1 3 - 1 . О Б Щ И Е З А М Е Ч А Н И Я

Соблюдение любого технологического процесса можно обеспечить только применением измерительной техники и автоматики. При этом приходится измерять большое число величии и главным образом неэлектрических.

В большинстве случаев оказывается целесообразным измерять неэлектрические величины электрическими ме­ тодами, что объясняется возможностью измерения почти любых неэлектрических величин, непрерывностью про­ цесса измерения, легкостью передачи результатов изме­ рений иа расстояние, высокой точностью и чувствитель­ ностью.

Измерение неэлектрических величин сводится к тому, что неэлектрическая величина преобразуется в зависимую от нее электрическую, измеряя которую определяем и неэлектрическую величину. Элемент измерительного уст­ ройства, преобразующий входную неэлектрическую ве­ личину в выходную электрическую, называется измери­ тельным преобразователем.

Если входная неэлектрическая величина преобразуется в один из электрических параметров г, L или С, для из­ мерения которых необходимо применение источника пи­ тания, то преобразователь называется п а р а м е т р а - '

320

ч е с к и м, если неэлектрическая величина преобразуется в э. д. с , то преобразователь г е н е р а т о р н ы й .

Параметрические преобразователи по принципу дей­ ствия делят на следующие группы:

1. Реостатные преобразователи. Работа этих преоб­ разователей осповапа на изменении сопротивления рео­ стата в зависимости от измеряемой пеэлектрической вели­ чины; последняя часто используется для перемещения движка реостата. Эти преобразователи используются для * измерения объема и уровня жидкостей, для измерения перемещения деталей и т. п.

2.Преобразователи контактного сопротивления. Их работа основана на изменении контактного сопротивления

взависимости от измеряемой величины, например давле­ ния, деформации и т. п.

3.Проволочные преобразователи. Изменение сопротив­ ления проволоки при ее деформации используется для из­ мерения давления, деформации и т. п.

4.Преобразователи термосопротивления. Использу­ ется зависимость сопротивления провода как от темпе­ ратуры, так и от ряда физических величин, определяющих окружающую среду. Эти преобразователи применяются для измерения температур, скорости движения газов или для определения состава газов и др.

5.Электролитические преобразователи. Работа их ос­ нована па зависимости электрического сопротивления раствора электролита от его концентрации и используется

для измерения этой концентрации и для количественного анализа жидкостей и газов, растворимых в жидкости.

6.Магнитоупругие преобразователи. Зависимость маг­ нитной проницаемости ферромагнитного сердечника пре­ образователя, а следовательно, и индуктивного сопрог тивления преобразователя от механических напряжений, действующих на сердечник, используется для измерения механических величин.

7.Индуктивные преобразователи. Зависимость индук­ тивности преобразователя от изменения положения одной из его частей под1 действием силы, давления или линейного перемещения используется для измерения этих величин.

8.Емкостные преобразователи. Изменение емкости преобразователя под действием силы, давления, линей­ ного перемещения, угла поворота, количества вещества, содержания влаги используется для измерения этих величин.

9.Фотоэлектрические преобразователи. Получение фо­ тотока, определяемого световым потоком, который зави­ сит от измеряемой неэлектрпческой величины, или полу­ чение импульсов фототока, частота которых зависит от измеряемой величины, используется для измерения ли­ нейных размеров, температуры, прозрачности и мутности жидкости и газовой среды.

10.Ионизационные преобразователи. Зависимость иони­ зационного тока от ряда факторов используется для,аналпза газа и определения его плотности, геометрических размеров изделий и т'. п.

Генераторные преобразователи по принципу действия делят на следующие группы:

1) индукционные преобразователи. Преобразование из­ меряемой неэлектрпческой величины в индуктированную

кристаллах под действием механических сил, исполь­ зуется для измерения этих сил, давлений и геометрических размеров изделий.

Устройство для измерения неэлектрических величин электрическим путем в простейшем случае состоит из преобразователя, соединительных проводов и измеритель­ ного прибора — измерителя, на шкале которого обычно наносятся значения измеряемой неэлектрической вели­ чины. В большинстве случаев измерительные устройства усложняются применением мостовых или компенсацион­ ных схем, источников питания, стабилизаторов, выпрями­ телей, усилителей, электрических фильтров и т. п.

Рассмотрим принцип работы и упрощенные схемы не­ которых наиболее распространенных измерительных пре­ образователей.

13-2. П А Р А М Е Т Р И Ч Е С К И Е П Р Е О Б Р А З О В А Т Е Л И

а) Реостатные преобразователи

Реостатный преобразователь представляет собой рео­ стат (рис. 13-1), движок д которого перемещается под действием измеряемой неэлектрической величины х, так

322

Рис . 13-2. Схемы с реостатным преобразователем.

ма жидкости показан на рис. 13-3. Изменение положе­ ния поплавка, определяемого уровнем или объемом жид­ кости, вызывает изменение' со­ противлений резисторов i\ и г2 , включенных последовательно с катушками- 1 и 2 логометра.

В результате изменяются отно­ шение токов в катушках и по­ казание прибора. Шкала прибо­ ра градуируется в значениях измеряемой величины объема или уровня жидкости.

между двумя впптамп а п б (рпс. 13-4), изолированными от столбика слюдяными прокладками.

Электрическое сопротивление столбика зависит от его сжатия, так как при этом изменяется переходное сопро­ тивление между шайбами. Таким образом, по изменению электрического сопротивления столбика можпо опреде­ лить механическую силу Р, действующую на винт б.

шайбами.

Если примеппть дифференциальный преобразователь с двумя столбиками (рпс. 13-5), включенными в два смеж­ ных плеча моста, то получим: 1) при действии измеряемой силы Р увеличение сжатия одного и уменьшение сжатия другого столбика вызовут увеличение отношения их сопротивлений, т. е. увеличение отношения двух плеч моста, что приводит к повышению точности измерения; 2) при таком включении столбиков измепенпе температуры,

Эти преобразователи изготовляются из тонкой прово­ локи (диаметром 0,02—0,04 мм), концы которой привари­ ваются к медным выводам (рис. 13-6). Проволока закре­ пляется специальным клеем между двумя листочками тонкой бумаги площадью 0,1—10 см2 .

324