Вимірювальний перетворювач
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Вимірювальний перетворювач

Вимірювальний перетворювач, засіб вимірів, що перетворює вимірювану фізичну величину в сигнал для подальшої передачі, обробки або реєстрації. На відміну від вимірювального приладу, сигнал на виході І. п. (вихідна величина) не піддається безпосередньому сприйняттю спостерігача. Обов'язкова умова вимірювального перетворення — збереження у вихідній величині І. п. інформації про кількісне значення вимірюваної величини. Вимірювальне перетворення — єдиний спосіб побудови будь-яких вимірювальних пристроїв. Відмінність І. п. від інших видів перетворювачів — здатність здійснювати перетворення зі встановленою точністю. Вимірювальне перетворення одного і того ж вигляду (наприклад, температури в механічне переміщення) може здійснюватися різними І. п. (ртутним термометром, біметалічним елементом, термопарою з мілівольтметром і т. п.). Концепція представлення вимірників пристроїв як пристроїв, що здійснюють ряд послідовних перетворень від сприйняття вимірюваної величини до здобуття результату виміру, спочатку була висунута в СРСР М-коду. Л. Цукерманом і остаточно сформульована стосовно виміру неелектричних величин Ф. Е. Темниковим і Р. Р. Харченко в 1948. У 60-х рр. ця концепція стала загальновизнаної у всіх областях вимірювальної техніки, приладобудування і метрології.

загрузка...

  Принцип дії І. п. може бути заснований на використанні практично будь-яких фізичних явищ. Пануючою тенденцією в 40—70-х рр. 20 ст стало перетворення будь-яких вимірюваних величин в електричний сигнал. По вигляду перетворюваних величин розрізняють І. п. електричних величин в електричних, електричних, — в неелектричних, неелектричних — в електричних, неелектричних — в неелектричних. Прикладами перших можуть служити дільники напруги і струму, вимірювальні трансформатори, вимірювальні підсилювачі струму і напруги; прикладами других — механізми приладів електровимірювань, що перетворюють зміну сили струму або напруги у відхилення стрілки або світлового променя, датчики ультразвукових витратомірів і т. п.; прикладами третіх — термопари, терморезистори, тензорезістори, фотоелементи, реостатні, ємкісні і індуктивні датчики переміщення; прикладами четвертих — пневматичні І. п., важелі, зубчасті передачі, мембрани, сильфони, оптичні системи і тому подібне

  Конструктивне об'єднання декілька І. п. є також І. п. Прикладами такого об'єднання можуть служити: датчик — сукупність І. п., винесених на об'єкт виміру; так званий проміжний І. п. — сукупність І. п., що перетворюють вихідні сигнали датчиків в інші сигнали, зручніші для передачі, обробки або реєстрації. По структурі складені І. п. підрозділяють на І. п. прямого перетворення і врівноважуючого перетворення. Перші характеризуються тим, що всі перетворення величин виробляються лише в одному (прямому від вхідної величини до вихідний) напрямі. В цьому випадку результуюча погрішність визначається сумою погрішностей (з врахуванням їх кореляційних зв'язків) всіх складових І. п. Для других характерне вживання зворотного перетворення вихідної величини в однорідну з вхідною і величину, що врівноважує її. Результуюча погрішність при цьому визначається лише погрішністю зворотного перетворення і мірою неврівноваженості. І. п. урівноваження підрозділяються на тих, що стежать перетворювачі з зворотним зв'язком, статичним або астатичним урівноваженням і перетворювачі з програмним урівноваженням. Що стежать І. п. із зворотним зв'язком забезпечують безперервність перетворення в часі; їх недолік — небезпека втрати стійкості, що виявляється у виникненні автоколивань при збільшенні глибини зворотного зв'язку. І. п. з програмним урівноваженням вільні від цього недоліку, але їх особливістю є переривчаста вихідної величини, тобто поява вихідної величини лише в окремі дискретні моменти часу.

  В 60-х рр. намітилася тенденція перетворення вимірюваних величин в частоту електричних імпульсів за допомогою так званих частотних І. п. Такі І. п. розроблені майже для всіх відомих фізичних величин. Основні достоїнства частотних І. п. — простота і висока точність передачі їх вихідний величини (частоти) по каналах зв'язку, а також відносна простота цифрового відліку результату виміру за допомогою цифрових частотомірів. У цифрових вимірювальних пристроях широко застосовуються І. п. аналогових величин в цифровий код і навпаки. У них використовуються принципи як частотних І. п. (інтегруючі аналого-цифрові), так і програмного урівноваження (імпульсні для часу і порозрядного кодування аналого-цифрові перетворювачі).

  Літ.: Гитіс Е. І., Перетворювачі інформації для електронних цифрових обчислювальних пристроїв, М. — Л., 1961; Орнатський П. П., Автоматичні вимірювальні прилади аналогові і цифрові, До., 1965; Турічин А. М., Електричні виміри неелектричних величин, 4 видавництва, М. — Л., 1966; Нуберт Г. П., Вимірювальні перетворювачі неелектричних величин, пер.(переведення) з англ.(англійський), Л., 1970.

  П. Ст Новіцкий.