პარამეტრული საზომი გადამყვანები. ფუნქციური გადამყვანები: საზომი, პარამეტრული, გენერატორი

ყველაზე ხშირად გამოყენებული საზომი ხელსაწყოების ძირითადი ელემენტებია პირველადი საზომი გადამყვანები, რომელთა დანიშნულებაა გაზომილი ფიზიკური სიდიდის (შეყვანის რაოდენობა) გადაქცევა გაზომვის საინფორმაციო სიგნალად (გამომავალი რაოდენობა), ჩვეულებრივ ელექტრო, შემდგომი დამუშავებისთვის მოსახერხებელი.

პირველადი გადამყვანები იყოფა პარამეტრულ და გენერატორებად. პარამეტრულ გადამყვანებში, გამომავალი მნიშვნელობა წარმოადგენს ცვლილებას ელექტრული წრედის ნებისმიერი პარამეტრის (წინააღმდეგობა, ინდუქციურობა, ტევადობა და ა. ღირებულება.

არსებობს საზომი გადამყვანების დიდი კლასი, რომელთა შეყვანის რაოდენობაა წნევა, ძალა ან ბრუნვა. როგორც წესი, ამ გადამყვანებში, შეყვანის რაოდენობა მოქმედებს ელასტიურ ელემენტზე და იწვევს მის დეფორმაციას, რომელიც შემდეგ გარდაიქმნება დამკვირვებლების მიერ აღქმულ სიგნალად (მექანიკური საჩვენებელი მოწყობილობები) ან ელექტრულ სიგნალად.

დიდწილად, კონვერტორის ინერციული თვისებები განისაზღვრება ელასტიური ელემენტის ბუნებრივი სიხშირით: რაც უფრო მაღალია ის, მით ნაკლებია ინერციული გადამყვანი. ამ სიხშირეების მაქსიმალური მნიშვნელობა სტრუქტურული შენადნობების გამოყენებისას არის 50...100 kHz. კრისტალური მასალები (კვარცი, საფირონი, სილიკონი) გამოიყენება განსაკუთრებით ზუსტი გადამყვანების ელასტიური ელემენტების დასამზადებლად.

რეზისტენტული გადამყვანები არის პარამეტრული გადამყვანები, რომელთა გამომავალი მნიშვნელობა არის ელექტრული წინააღმდეგობის ცვლილება, რაც შეიძლება გამოწვეული იყოს სხვადასხვა ფიზიკური ბუნების რაოდენობების გავლენით - მექანიკური, თერმული, მსუბუქი, მაგნიტური და ა.შ.

პოტენციომეტრიული გადამყვანი არის რიოსტატი, რომლის ძრავა მოძრაობს გაზომილი მნიშვნელობის (შეყვანის მნიშვნელობის) გავლენით. გამომავალი რაოდენობა არის წინააღმდეგობა.

პოტენციომეტრიული გადამყვანები გამოიყენება საკონტროლო ელემენტების პოზიციის გასაზომად (წრფივი და კუთხოვანი), დონის მრიცხველებში, სენსორებში (მაგალითად, წნევა) ელასტიური სენსორული ელემენტის დეფორმაციის გასაზომად. პოტენციომეტრიული გადამყვანების უპირატესობა არის დიდი გამომავალი სიგნალი, მეტროლოგიური მახასიათებლების სტაბილურობა, მაღალი სიზუსტე და უმნიშვნელო ტემპერატურის შეცდომა. მთავარი მინუსი არის ვიწრო სიხშირის დიაპაზონი (რამდენიმე ათეული ჰერცი).

დაძაბულობის ლიანდაგების მოქმედება ეფუძნება გამტარების და ნახევარგამტარების წინააღმდეგობის ცვლილებას მათი მექანიკური დეფორმაციის დროს (დაძაბულობის ეფექტი). მავთულის (ან ფოლგის) დაჭიმვის ლიანდაგი არის ზიგზაგის ფორმის მოხრილი თხელი მავთული, დიამეტრით 0,02...0,05 მმ ან ფოლგის ლენტი 4...12 მიკრონი სისქით (ბადე), რომელიც დამაგრებულია სუბსტრატზე. ელექტრო საიზოლაციო მასალისგან. გამომავალი სპილენძის გამტარები დაკავშირებულია ქსელის ბოლოებთან. ნაწილზე მიწებებული გადამყვანები აღიქვამენ მისი ზედაპირის ფენის დეფორმაციას.

ნაწილებსა და კონსტრუქციებში დეფორმაციებისა და ძაბვების გაზომვისას, როგორც წესი, არ არსებობს საზომი არხების დაკალიბრების შესაძლებლობა და გაზომვის შეცდომა არის 2...10%. პირველადი საზომი გადამყვანებში დაძაბვის ლიანდაგების გამოყენების შემთხვევაში, ცდომილება შეიძლება შემცირდეს 0,5...1%-მდე დაკალიბრებით. ამ ტიპის დაძაბვის ლიანდაგების მთავარი მინუსი არის მცირე გამომავალი სიგნალი.

საზომი გადამყვანების ელასტიური მგრძნობიარე ელემენტების მცირე დეფორმაციების გასაზომად გამოიყენება ნახევარგამტარული დაძაბულობის ლიანდაგები, რომლებიც იზრდება უშუალოდ სილიკონის ან საფირონისგან დამზადებულ ელასტიურ ელემენტზე.

5 კჰც-მდე სიხშირით დინამიური შტამების გაზომვისას უნდა იქნას გამოყენებული მავთულის ან ფოლგის დაჭიმვის ლიანდაგები, რომელთა ბაზა არ აღემატება 10 მმ-ს, ხოლო მაქსიმალური დაძაბვა არ უნდა აღემატებოდეს 0,1%-ს (0,02% ნახევარგამტარებისთვის).

პიეზოელექტრული გადამყვანების მოქმედება ეფუძნება ელექტრული მუხტების გამოჩენას კრისტალის დეფორმაციისას (პირდაპირი პიეზოელექტრული ეფექტი).

პიეზოელექტრული გადამყვანები უზრუნველყოფენ სწრაფად ცვლადი რაოდენობების გაზომვის უნარს (გადამცემების ბუნებრივი სიხშირე აღწევს 200 kHz-ს), არიან ძალიან საიმედო და აქვთ მცირე საერთო ზომები და წონა. მთავარი მინუსი არის ნელ-ნელა ცვალებადი რაოდენობების გაზომვისა და ბროლის ზედაპირიდან ელექტრული გაჟონვის გამო სტატიკური კალიბრაციის სირთულე.

ელექტროსტატიკური გადამყვანი სქემატურად შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი ელექტროდის (ფირფიტის) სახით F ფართობით, პარალელურად განლაგებულია d მანძილზე დიელექტრიკული მუდმივით e.

როგორც წესი, ეს გადამყვანები შექმნილია ისე, რომ მათი გამომავალი მნიშვნელობა არის ტევადობის ცვლილება (ამ შემთხვევაში მათ უწოდებენ ტევადობას), ხოლო შეყვანის მნიშვნელობები შეიძლება იყოს მექანიკური მოძრაობები, რომლებიც ცვლის უფსკრული d ან ფართობი F, ან a. ე გარემოს დიელექტრიკული მუდმივის ცვლილება მისი ტემპერატურის, ქიმიური შემადგენლობის და ა.შ.

ტევადობის გარდა, EMF გამოიყენება როგორც ელექტროსტატიკური გადამყვანების გამომავალი მნიშვნელობა. წარმოიქმნება ელექტრულ ველში მდებარე ელექტროდების ურთიერთ მოძრაობით (გენერატორის რეჟიმი). მაგალითად, კონდენსატორული მიკროფონები მუშაობს გენერატორის რეჟიმში, გარდაქმნის აკუსტიკური ვიბრაციის ენერგიას ელექტრო ენერგიად.

ელექტროსტატიკური გადამყვანების უპირატესობა არის ხმაურის არარსებობა და თვითგათბობა. თუმცა, ჩარევისგან თავის დასაცავად, დამაკავშირებელი ხაზები და თავად კონვერტორები ფრთხილად უნდა იყოს დაცული.

ინდუქციური გადამყვანებისთვის, გამომავალი მნიშვნელობა არის ინდუქციურობის ცვლილება, ხოლო შეყვანის მნიშვნელობები შეიძლება იყოს გადამყვანის ცალკეული ნაწილების მოძრაობები, რაც იწვევს მაგნიტური მიკროსქემის წინააღმდეგობის ცვლილებას, სქემებს შორის ურთიერთ ინდუქციურობას და ა.

გადამყვანების უპირატესობებია: მახასიათებლების წრფივობა, გამომავალი სიგნალის დაბალი დამოკიდებულება გარე გავლენებზე, დარტყმებსა და ვიბრაციაზე; მაღალი მგრძნობელობა. ნაკლოვანებები - მცირე გამომავალი სიგნალი და მაღალი სიხშირის მიწოდების ძაბვის საჭიროება.

ვიბრაცია-სიხშირის გადამყვანების მუშაობის პრინციპი ემყარება სიმების ან წვრილი ხიდის ბუნებრივი სიხშირის შეცვლას, როდესაც იცვლება მისი დაძაბულობა.

გადამყვანის შეყვანის რაოდენობა არის მექანიკური ძალა (ან ძალაში გადაყვანილი რაოდენობები - წნევა, ბრუნი და ა.შ.). რომელიც აღიქმება ჯემპერთან დაკავშირებული ელასტიური ელემენტით.

ვიბრაცია-სიხშირის გადამყვანების გამოყენება შესაძლებელია დროთა განმავლობაში მუდმივი ან ნელა ცვალებადი რაოდენობების გაზომვისას (სიხშირე არაუმეტეს 100...150 ჰც). ისინი გამოირჩევიან მაღალი სიზუსტით, ხოლო სიხშირის სიგნალი ხასიათდება გაზრდილი ხმაურის იმუნიტეტით.

ოპტოელექტრული გადამყვანები იყენებენ ოპტიკურ დიაპაზონში ელექტრომაგნიტური ტალღების მატერიასთან გავრცელებისა და ურთიერთქმედების კანონებს.

გადამყვანების ძირითადი ელემენტია რადიაციული მიმღებები. მათგან უმარტივესი - თერმული გადამყვანები - შექმნილია იმისთვის, რომ მათზე მომხდარი რადიაციული ენერგია გადააქციოს ტემპერატურად (ინტეგრირებული გადამყვანი).

გამოსხივების მიმღებად ასევე გამოიყენება სხვადასხვა ფოტოელექტრული გადამყვანები, რომლებიც იყენებენ ფოტოელექტრული ეფექტს. ფოტოელექტრული გადამყვანები შერჩევითია, ე.ი. მათ აქვთ მაღალი მგრძნობელობა შედარებით ვიწრო ტალღის სიგრძის დიაპაზონში. მაგალითად, გარე ფოტოელექტრული ეფექტი (ელექტრონების ემისია სინათლის გავლენის ქვეშ) გამოიყენება ვაკუუმში და გაზით სავსე ფოტოცელებსა და ფოტოგამრავლებში.

ვაკუუმური ფოტოცელი არის მინის ცილინდრი, რომლის შიდა ზედაპირზე დატანილია ფოტომგრძნობიარე მასალის ფენა, რომელიც ქმნის კათოდს. ანოდი დამზადებულია ლითონის მავთულის რგოლის ან ბადის სახით. როდესაც კათოდი განათებულია, წარმოიქმნება ფოტოემისიის დენი. ამ ელემენტების გამომავალი დენები არ აღემატება რამდენიმე მიკროამპერს. გაზით სავსე ფოტოცელებში (შევსებისთვის გამოიყენება ინერტული აირები Ne, Ar, Kr, Xe) გამომავალი დენი მატულობს 5...7-ჯერ ფოტოელექტრონებით აირის იონიზაციის გამო.

ფოტომულტიპლიკატორებში პირველადი ფოტოდინების გაძლიერება ხდება მეორადი ელექტრონის ემისიის შედეგად - ელექტრონების „გადაგდება“ მეორადი კათოდებიდან (ემიტერებიდან), რომლებიც დამონტაჟებულია კათოდსა და ანოდს შორის. მრავალსაფეხურიანი ფოტოგამრავლების მილებში მთლიანი მომატება შეიძლება მიაღწიოს ასობით ათასს, ხოლო გამომავალი დენი შეიძლება მიაღწიოს 1 mA-ს. ფოტოგამრავლებისა და ვაკუუმის ელემენტების გამოყენება შესაძლებელია სწრაფად ცვალებადი რაოდენობების გაზომვისას, ვინაიდან ფოტოემისიის ფენომენი პრაქტიკულად ინერციულია.

წნევის გაზომვა

მთლიანი ან სტატიკური წნევის გასაზომად ნაკადში მოთავსებულია სპეციალური მიმღები ხვრელების მქონე მიმღებები, რომლებიც დაკავშირებულია მცირე დიამეტრის მილებით (პნევმატური ხაზებით) შესაბამის პირველად გადამყვანებთან ან საზომ ინსტრუმენტებთან.

უმარტივესი მთლიანი წნევის მიმღები არის ცილინდრული მილი პერპენდიკულურად მოჭრილი ბოლოთი, მოხრილი მარჯვენა კუთხით და ორიენტირებული დინებისკენ. მიმღების მგრძნობელობის შესამცირებლად დინების მიმართულების მიმართ (მაგალითად, ნაკადებში გაზომვისას მცირე მორევით), გამოიყენება მიმღების სპეციალური დიზაინი. მაგალითად, მთლიანი წნევის მიმღებებს ნაკადით (ნახ. 3.3) ახასიათებთ გაზომვის ცდომილება არაუმეტეს 1% დახრილი კუთხით 45°-მდე მახის რიცხვით.<0,8.

არხების კედლებთან სტატიკური წნევის გაზომვისას უშუალოდ კედლებში კეთდება მიმღები 0,5...1მმ დიამეტრის ნახვრეტები (სადრენაჟო ხვრელები). სადრენაჟო არეში არ უნდა იყოს უთანასწორობა, ხოლო ხვრელების კიდეებს არ უნდა ჰქონდეს ბუჩქები. ამ ტიპის გაზომვა ძალზე გავრცელებულია მილებისა და არხების ნაკადების შესწავლისას წვის კამერებში, დიფუზერებსა და საქშენებში.

ბრინჯი. 3.3. სრული წნევის მიმღების დიაგრამა:

ბრინჯი. 3.4. სტატიკური წნევის მიმღების დიაგრამა:

a - სოლი ფორმის;

ბ - დისკი;

c - L- ფორმის გაზომვისთვის M £ 1,5

ნაკადში სტატიკური წნევის გასაზომად გამოიყენება სოლი ფორმის და დისკის მიმღები, აგრეთვე მიმღები L- ფორმის მილების სახით (ნახ. 3.4), გვერდით ზედაპირზე განლაგებული მიმღები ხვრელებით. ეს მიმღები კარგად მუშაობს ქვებგერითი და დაბალი ზებგერითი სიჩქარით.

არხების კვეთებზე წნევის განაწილების შესასწავლად ფართოდ გავრცელდა საერთო და სტატიკური წნევის სავარცხლები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე მიმღებს, ან კომბინირებული სავარცხლები, რომლებსაც აქვთ მიმღები როგორც მთლიანი, ასევე სტატიკური წნევისთვის. რთული ნაკადის სტრუქტურის მქონე ნაკადებში გაზომვისას (წვის კამერები, ტურბომანქანების ფრთათაშორისი არხები), გამოიყენება ორიენტირებადი და არაორიენტირებადი წნევის მიმღები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის განისაზღვროს მთლიანი და სტატიკური წნევის მნიშვნელობები და მიმართულება. სიჩქარის ვექტორი. პირველი მათგანი განკუთვნილია ორგანზომილებიანი ნაკადების გაზომვისთვის და მათი დიზაინი საშუალებას იძლევა, როტაციის გზით, დააინსტალიროთ მიმღები გარკვეულ მდგომარეობაში, ადგილობრივი ნაკადის სიჩქარის ვექტორთან შედარებით.

არაორიენტირებადი მიმღები აღჭურვილია რამდენიმე მიმღები ხვრელით (5...7), რომლებიც დამზადებულია ცილინდრის ან მცირე დიამეტრის სფეროს კედლებში (3...10 მმ) ან განლაგებულია მილების ბოლოებზე, რომლებიც ამოჭრილია გარკვეული კუთხეები (დიამეტრი 0,5...2 მმ ), გაერთიანებულია ერთ სტრუქტურულ ერთეულში (ნახ. 3.5). როდესაც ნაკადი მიედინება მიმღების გარშემო, იქმნება წნევის გარკვეული განაწილება. მიმღები ხვრელების გამოყენებით გაზომილი წნევის მნიშვნელობებისა და ქარის გვირაბში მიმღების წინასწარი კალიბრაციის შედეგების გამოყენებით, შეიძლება განისაზღვროს მთლიანი და სტატიკური წნევის მნიშვნელობები და დინების სიჩქარის ადგილობრივი მიმართულება.

ზებგერითი ნაკადის სიჩქარით, დარტყმის ტალღები წარმოიქმნება წნევის მიმღებების წინ და ეს მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული გაზომვის შედეგების დამუშავებისას. მაგალითად, სტატიკური წნევის p გაზომილი მნიშვნელობებიდან ნაკადში და მთლიანი წნევის p*" პირდაპირი დარტყმის ტალღის მიღმა, რიცხვი M შეიძლება განისაზღვროს რეილის ფორმულის გამოყენებით, შემდეგ კი მთლიანი წნევის მნიშვნელობა ნაკადი:

ძრავების და მათი ელემენტების ტესტირებისას, წნევის გასაზომად გამოიყენება სხვადასხვა ინსტრუმენტები (მაჩვენებლის დეფორმაცია, სითხე, ჯგუფის ჩამწერი წნევის ლიანდაგები), რაც ოპერატორს საშუალებას აძლევს გააკონტროლოს ექსპერიმენტული ობიექტების მუშაობის რეჟიმები. საინფორმაციო საზომი სისტემები იყენებენ სხვადასხვა პირველადი გადამყვანებს. როგორც წესი, წნევა, უფრო სწორად, წნევის სხვაობა (მაგალითად, გაზომილსა და ატმოსფერულს შორის, სრულ და სტატიკურს შორის და ა. . ყველაზე ხშირად, ამისათვის გამოიყენება ინდუქციური და დაძაბულობისადმი მგრძნობიარე გადამყვანები მუდმივი და ნელა ცვალებადი წნევის გაზომვისას, ხოლო პიეზოკრისტალური და ინდუქციური გადამყვანები ცვლადი წნევის გაზომვისას.

ბრინჯი. 3.5. ხუთარხიანი წნევის მიმღების დიაგრამა:

С x, С y, С z - სიჩქარის ვექტორის კომპონენტები; p i - გაზომილი წნევის მნიშვნელობები

როგორც მაგალითი ნახ. სურათი 3.6 გვიჩვენებს Sapphire-22DD გადამყვანის დიაგრამას. ამ ტიპის გადამყვანები ხელმისაწვდომია რამდენიმე მოდიფიკაციით, რომლებიც შექმნილია საზომი წნევის, დიფერენციალური წნევის, ვაკუუმის, აბსოლუტური წნევის, საზომი წნევის და ვაკუუმის გასაზომად სხვადასხვა დიაპაზონში. ელასტიური მგრძნობიარე ელემენტია ლითონის მემბრანა 2, რომელზედაც ზემოდან არის შედუღებული საფირონის მემბრანა დაფქული სილიკონის დაძაბვის ლიანდაგებით. გაზომილი წნევის სხვაობა მოქმედებს ბლოკზე, რომელიც შედგება ორი დიაფრაგმისგან 5. როდესაც მათი ცენტრი გადაადგილდება, ღერო 4-ის გამოყენებით ძალა გადაეცემა ბერკეტს 3, რაც იწვევს მემბრანის 2 დეფორმაციას დაძაბვის ლიანდაგებით. დაძაბულობის ლიანდაგებიდან ელექტრული სიგნალი შედის მე-4 ელექტრონულ ერთეულში, სადაც ის გარდაიქმნება ერთიან სიგნალად - პირდაპირი დენი 0...5 ან 0...20 mA. კონვერტორი იკვებება 36 ვ DC წყაროდან.

ცვლადი (მაგალითად, პულსირებული) წნევის გაზომვისას, მიზანშეწონილია პირველადი გადამყვანი მაქსიმალურად მიუახლოვდეთ გაზომვის ადგილს, რადგან პნევმატური ხაზის არსებობა მნიშვნელოვან ცვლილებებს იწვევს გაზომვის სისტემის ამპლიტუდა-სიხშირის რეაქციაში. საბოლოო ამ თვალსაზრისით არის დრენაჟის გარეშე მეთოდი, რომლის დროსაც მინიატურული წნევის გადამყვანები დამონტაჟებულია ზედაპირთან ერთად, რომელიც მიედინება გარშემო (არხის კედელი, კომპრესორის დანა და ა.შ.). ცნობილ გადამყვანებს აქვთ სიმაღლე 1.6 მმ და მემბრანის დიამეტრი 5 მმ. ასევე გამოიყენება სისტემები წნევის მიმღებებით და ტალღების გამტარებით (l~100 მმ) (დისტანციური წნევის მიმღების მეთოდი), რომლებშიც დინამიკის გაუმჯობესება ხდება.

გამოიყენება მახასიათებლები, მაკორექტირებელი აკუსტიკური და ელექტრული ბმულები.

საზომი სისტემებში საზომი წერტილების დიდი რაოდენობით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას სპეციალური მაღალსიჩქარიანი პნევმატური კომუტატორები, რომლებიც უზრუნველყოფენ რამდენიმე ათეული საზომი წერტილის ალტერნატიულ კავშირს ერთ კონვერტორთან.

მაღალი სიზუსტის უზრუნველსაყოფად აუცილებელია წნევის საზომი ხელსაწყოების პერიოდული მონიტორინგი სამუშაო პირობებში ავტომატური კონტროლერების გამოყენებით.

ტემპერატურის გაზომვა

ტემპერატურის გასაზომად გამოიყენება სხვადასხვა საზომი ხელსაწყოები. თერმოელექტრული თერმომეტრი (თერმოწყვილი) შედგება სხვადასხვა მასალისგან დამზადებული ორი გამტარისაგან, რომლებიც დაკავშირებულია (შედუღებული ან შედუღებული) ერთმანეთთან ბოლოებში (შეერთება). თუ შეერთების ტემპერატურა განსხვავებულია, მაშინ წრეში თერმოელექტრომოძრავი ძალის გავლენით შემოვა დენი, რომლის ღირებულება დამოკიდებულია გამტარების მასალაზე და შეერთების ტემპერატურაზე. გაზომვების დროს, როგორც წესი, ერთ-ერთი შეერთება კონტროლდება თერმოსტატით (ამ მიზნით გამოიყენება ყინულის დნობა). მაშინ თერმოწყვილის ემფ ცალსახად იქნება დაკავშირებული "ცხელი" შეერთების ტემპერატურასთან.

განსხვავებული გამტარები შეიძლება შევიდეს თერმოელექტრო წრეში. ამ შემთხვევაში, შედეგად მიღებული EMF არ შეიცვლება, თუ ყველა სახსარი იმავე ტემპერატურაზეა. ეს თვისება საფუძვლად უდევს ე.წ. ამ გზით მიიღწევა ეკონომია ძვირადღირებულ მასალებზე. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ტემპერატურის თანასწორობის უზრუნველყოფა გაფართოების მავთულის (Tc) შეერთების წერტილებში და თერმოელექტრული იდენტურობა მათ მთავარ თერმოწყვილთან ტემპერატურის შესაძლო ცვლილებების დიაპაზონში Tc და T0 (ჩვეულებრივ არაუმეტეს 0.. .200°C). თერმოწყვილების პრაქტიკული გამოყენებისას შეიძლება იყოს შემთხვევები, როდესაც T0 ტემპერატურა განსხვავდება 0°C-დან. შემდეგ, ამ გარემოების გასათვალისწინებლად, თერმოწყვილის ემფ უნდა განისაზღვროს როგორც E=E საშუალო +DE(T 0) და გამოიყენოს კალიბრაციის დამოკიდებულება ტემპერატურის მნიშვნელობის საპოვნელად. აქ Emeas არის EMF-ის გაზომილი მნიშვნელობა; DE (T 0) - EMF მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება T 0 მნიშვნელობას და განისაზღვრება კალიბრაციის დამოკიდებულებიდან. თერმოწყვილების კალიბრაციის დამოკიდებულებები მიიღება "ცივი" შეერთების T0 ტემპერატურაზე, რომელიც უდრის 0°C-ს. ეს დამოკიდებულებები გარკვეულწილად განსხვავდება წრფივისაგან. როგორც მაგალითი ნახ. სურათი 3.8 გვიჩვენებს კალიბრაციის დამოკიდებულებას პლატინა-როდიუმი-პლატინის თერმოწყვილისთვის.

ყველაზე გავრცელებული თერმოწყვილების ზოგიერთი მახასიათებელი მოცემულია ცხრილში. 3.1.

პრაქტიკაში, ყველაზე გავრცელებული თერმოწყვილებია ელექტროდის დიამეტრი 0.2...0.5 მმ. ელექტროდების ელექტრული იზოლაცია მიიღწევა აზბესტის ან სილიციუმის ძაფით მათი შეფუთვით, შემდგომი გაჟღენთვით თბოგამძლე ლაქით, თერმოელექტროდების მოთავსებით კერამიკულ მილებში ან მათზე ამ მილების („მძივები“) ნაჭრების დამაგრებით. ფართოდ გავრცელდა საკაბელო ტიპის თერმოწყვილები, რომლებიც შედგება ორი თერმოელექტროდისგან, რომლებიც მოთავსებულია თხელკედლიან გარსში, რომელიც დამზადებულია სითბოს მდგრადი ფოლადისგან. თერმოელექტროდების იზოლაციისთვის, გარსის შიდა ღრუ ივსება MgO ან Al 2 O 3 ფხვნილით. გარსის გარე დიამეტრი 0,5...6 მმ.

ცხრილი 3.1

სტრუქტურული ელემენტების ტემპერატურის სწორად გასაზომად, თერმოწყვილები უნდა იყოს ჩამონტაჟებული ისე, რომ მის მახლობლად მდებარე ცხელი შეერთება და თერმოელექტროდები არ ამოიწუროს ზედაპირზე და არ დაირღვეს თერმომეტრიული ზედაპირიდან სითბოს გადაცემის პირობები ინსტალაციის გამო. თერმოწყვილი. თერმოელექტროდების გასწვრივ თერმოელექტროდების გასწვრივ სითბოს გადინების (ან შემოდინების) გაზომვის შეცდომის შესამცირებლად თერმოელექტროდების გასწვრივ თბოგამტარობის გამო, თერმოელექტროდები გარკვეულ მანძილზე შეერთების მახლობლად (7...10 მმ) უნდა განთავსდეს დაახლოებით იზოთერმების გასწვრივ. . გაყვანილობის დიაგრამა თერმოწყვილისთვის, რომელიც აკმაყოფილებს მითითებულ მოთხოვნებს, ნაჩვენებია ნახ. 3.9. ნაწილს აქვს 0,7 მმ სიღრმის ღარი, რომელშიც მოთავსებულია შეერთება და მიმდებარე თერმოელექტროდები; შეერთება შედუღებულია ზედაპირზე წინააღმდეგობის შედუღების გამოყენებით; ღარი დაფარულია ფოლგით 0,2...0,3 მმ სისქით.

თერმული ელექტროდები ამოღებულია ძრავის ან მისი კომპონენტების შიდა ღრუებიდან ფიტინგების საშუალებით. ამ შემთხვევაში აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ თერმოელექტროდებმა ზედმეტად არ დაარღვიონ ნაკადის სტრუქტურა და მათი იზოლაცია არ დაზიანდეს ერთმანეთის მიმართ ხახუნის გამო და სტრუქტურის მკვეთრი კიდეების მიმართ.

მბრუნავი ელემენტების ტემპერატურის გაზომვისას, თერმოწყვილების ჩვენებები მიიღება ჯაგრისის ან ვერცხლისწყლის დენის კოლექტორების გამოყენებით. ასევე ვითარდება უკონტაქტო დენის კოლექტორები.

გაზის ნაკადის ტემპერატურის გასაზომად გამოყენებული თერმოწყვილების დიაგრამები ნაჩვენებია ნახ. 3.10. ცხელი შეერთება 1 არის სფერო d 0 დიამეტრით (თერმოელექტროდები ასევე შეიძლება იყოს შედუღებული); თერმოელექტროდები 2 შეერთების მახლობლად ფიქსირდება საიზოლაციო ორარხიან კერამიკულ მილში 3 და შემდეგ ამოღებულია კორპუსიდან 4. ნახატზე კორპუსი 4 ნაჩვენებია როგორც წყლით გაცივებული (გაციება აუცილებელია 1300...1500 კ-ზე მეტი ტემპერატურის გაზომვისას. ), გამაგრილებელი წყალი მიეწოდება და იშლება ფიტინგების მეშვეობით 5 .

გაზის მაღალ ტემპერატურაზე, მეთოდოლოგიური შეცდომები წარმოიქმნება შეერთებიდან სითბოს მოცილების გამო თერმოელექტროდების მეშვეობით თერმოელექტროდების მეშვეობით თერმოელექტროების სხეულამდე და გარემოში გამოსხივების გამო. თბოგამტარობის გამო სითბოს დანაკარგები შეიძლება თითქმის მთლიანად აღმოიფხვრას საიზოლაციო მილის გადახურვის უზრუნველსაყოფად მისი დიამეტრის 3...5-ის ტოლი.

რადიაციის მიერ სითბოს მოცილების შესამცირებლად გამოიყენება თერმოწყვილების დამცავი (ნახ. 3.10, ბ, გ). ეს ასევე იცავს შეერთებას დაზიანებისგან, ხოლო ეკრანის შიგნით ნაკადის შენელება ხელს უწყობს ტემპერატურის აღდგენის კოეფიციენტის გაზრდას მაღალსიჩქარიანი ნაკადების გაზომვისას.

ასევე შემუშავებულია მეთოდი გაზის ტემპერატურის დასადგენად ორი თერმოწყვილის წაკითხვით, რომლებსაც აქვთ განსხვავებული თერმოელექტროდები.

ბრინჯი. 3.9. თერმოწყვილების შეერთების დიაგრამა წვის კამერის ელემენტების ტემპერატურის გასაზომად

ბრინჯი. 3.10. თერმოწყვილების სქემები გაზის ტემპერატურის გასაზომად:

a - თერმოწყვილი ღია შეერთებით: b, c - დაცული თერმოწყვილები; g - ორმაგი შეერთების თერმოწყვილი; 1 - შეერთება: 2 - თერმოელექტროდები; 3 - კერამიკული მილი; 4 - სხეული; 5 - ფიტინგები წყალმომარაგებისა და დრენაჟისთვის

დიამეტრი (ნახ. 3.10, დ), რაც საშუალებას იძლევა გავითვალისწინოთ რადიაციის მიერ სითბოს მოცილება.

თერმოწყვილების ინერცია დამოკიდებულია დიზაინზე. ამრიგად, დროის მუდმივი მერყეობს 1...2 წმ-დან ღია შეერთების მქონე თერმოწყვილებისთვის, 3...5 წმ-მდე ფარიანი თერმოწყვილებისთვის.

ტემპერატურის ველების შესწავლისას (მაგალითად, ტურბინის უკან, წვის კამერა და ა. რადიუსი.

წინააღმდეგობის თერმომეტრის მოქმედება ეფუძნება გამტარის წინააღმდეგობის ცვლილებას ტემპერატურის ცვლილებისას. მავთული დიამეტრით 0,05...0,1 მმ, დამზადებულია სპილენძისგან (t=-50...+150°C), ნიკელის (t=-50...200°C) ან პლატინისგან (t=-200. ..500°С).

მავთული შემოხვეულია ჩარჩოს გარშემო და მოთავსებულია კეისში. წინააღმდეგობის თერმომეტრები უაღრესად ზუსტი და საიმედოა, მაგრამ ისინი ხასიათდებიან მაღალი ინერციით და არ არის შესაფერისი ადგილობრივი ტემპერატურის გასაზომად. წინააღმდეგობის თერმომეტრები გამოიყენება ძრავის შესასვლელში ჰაერის ტემპერატურის გასაზომად, საწვავის, ზეთების და ა.შ.

თხევადი თერმომეტრები იყენებენ სითხის თერმული გაფართოების თვისებას. სამუშაო სითხეებად გამოიყენება ვერცხლისწყალი (t=-30...+700°C), სპირტი (t=-100...+75°C) და ა.შ.. თხევადი თერმომეტრები გამოიყენება სითხის და აირის ტემპერატურის გასაზომად. მედია ლაბორატორიულ პირობებში, ასევე სხვა ინსტრუმენტების დაკალიბრებისას.

ტემპერატურის გაზომვის ოპტიკური მეთოდები ეფუძნება გაცხელებული სხეულების თერმული გამოსხივების ნიმუშებს. პრაქტიკაში შეიძლება განხორციელდეს სამი სახის პირომეტრები: სიკაშკაშის პირომეტრები, რომელთა მოქმედება ემყარება სხეულის თერმული გამოსხივების ცვლილებას გარკვეული ფიქსირებული ტალღის სიგრძის ტემპერატურაზე; ფერადი პირომეტრები, რომლებიც იყენებენ ენერგიის განაწილების ცვლილებებს რადიაციული სპექტრის გარკვეულ ნაწილში ტემპერატურასთან ერთად; რადიაციული პირომეტრები, რომლებიც ეფუძნება სხეულის მიერ გამოსხივებული ენერგიის მთლიანი რაოდენობის ტემპერატურულ დამოკიდებულებას.

ამჟამად, ძრავების ტესტირებისას, სტრუქტურული ელემენტების ტემპერატურის გასაზომად გამოიყენება სიკაშკაშის პირომეტრები, რომლებიც დაფუძნებულია გასხივოსნებული ენერგიის ფოტოელექტრიკულ მიმღებებზე. მაგალითად, პირომეტრის დაყენების დიაგრამა გაშვებულ ძრავზე ტურბინის პირების ტემპერატურის გაზომვისას ნაჩვენებია ნახ. 32.11. ლინზების 2-ის გამოყენებით, პირველადი გადამყვანის „ხედვის ველი“ შემოიფარგლება მცირე (5...6 მმ) ფართობით. პირომეტრი "ამოწმებს" თითოეული დანის კიდეს და უკანა ნაწილს. დამცავი მინა 1, დამზადებული საფირონისგან, იცავს ლინზას დაბინძურებისა და გადახურებისგან. სიგნალი გადაეცემა სინათლის სახელმძღვანელო 3-ით ფოტოდეტექტორამდე. მისი დაბალი ინერციის გამო, პირომეტრი საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ თითოეული დანის ტემპერატურა.

ძრავის სტრუქტურული ელემენტების ტემპერატურის გასაზომად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერის ტემპერატურის ინდიკატორები (თერმული საღებავები ან თერმოლაქები) - რთული ნივთიერებები, რომლებიც, გარკვეული ტემპერატურის (გარდამავალი ტემპერატურის) მიღწევისას, მკვეთრად ცვლის ფერს კომპონენტების ან ფაზის ქიმიური ურთიერთქმედების გამო. მათში მომხდარი გადასვლები.

ბრინჯი. 3.11. პირომეტრის დაყენების სქემა ძრავზე:

(ა) (1 - ჰაერის მიწოდება; 2 - პირველადი გადამყვანი) და პირველადი გადამყვანის წრე

(ბ) (1 - დამცავი მინა; 2 - ლინზა; 3 - მსუბუქი სახელმძღვანელო)

თერმული საღებავები და თერმული ლაქები მყარ ზედაპირზე წასმისას გამკვრივდება გაშრობის შემდეგ და ქმნის თხელ ფენას, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს მისი ფერი გარდამავალ ტემპერატურაზე. მაგალითად, თეთრი თერმული საღებავი TP-560 ხდება უფერო, როდესაც მიიღწევა t=560 °C.

თერმული ინდიკატორების გამოყენებით, შეგიძლიათ გამოავლინოთ გადახურების ზონები ძრავის ელემენტებში, მათ შორის ძნელად მისადგომ ადგილებში. გაზომვების სირთულე დაბალია. ამასთან, მათი გამოყენება შეზღუდულია, რადგან ყოველთვის არ არის შესაძლებელი იმის დადგენა, რომელ რეჟიმში მიაღწია მაქსიმალურ ტემპერატურას. გარდა ამისა, თერმული ინდიკატორის ფერი დამოკიდებულია ტემპერატურის ზემოქმედების დროზე. ამრიგად, თერმული ინდიკატორები, როგორც წესი, ვერ შეცვლის სხვა გაზომვის მეთოდებს (მაგალითად, თერმოწყვილების გამოყენებით), მაგრამ ისინი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ დამატებითი ინფორმაცია შესასწავლი ობიექტის თერმული მდგომარეობის შესახებ.

საზომი გადამყვანების მოქმედება ხდება რთულ პირობებში, რადგან საზომი ობიექტი, როგორც წესი, რთული, მრავალმხრივი პროცესია, რომელიც ხასიათდება მრავალი პარამეტრით, რომელთაგან თითოეული მოქმედებს საზომი გადამყვანზე სხვა პარამეტრებთან ერთად. ჩვენ მხოლოდ ერთი პარამეტრი გვაინტერესებს, რომელსაც ე.წ გაზომვადი რაოდენობა,და გათვალისწინებულია ყველა სხვა პროცესის პარამეტრი ჩარევა.ამიტომ, თითოეულ საზომი გადამყვანს აქვს თავისი ბუნებრივი შეყვანის რაოდენობა,რაც მის მიერ ყველაზე კარგად აღიქმება ჩარევის ფონზე. ანალოგიურად შეგვიძლია გამოვყოთ ბუნებრივი გამომავალი ღირებულებასაზომი გადამყვანი.

არაელექტრული რაოდენობების ელექტრულად გადამყვანები, მის გამომავალ სიგნალის ტიპის თვალსაზრისით, შეიძლება დაიყოს გენერატორებად, რომლებიც წარმოქმნიან მუხტს, ძაბვას ან დენს (გამომავალი რაოდენობა E = F (X) ან I = F. (X) და შიდა წინააღმდეგობა ZBH = const), და პარამეტრული გამომავალი წინააღმდეგობით, ინდუქციურობით ან ტევადობით იცვლება შეყვანის მნიშვნელობის ცვლილების შესაბამისად (EMF E = 0 და გამომავალი მნიშვნელობა R, L ან ცვლილების სახით. C, როგორც X-ის ფუნქცია).

განსხვავება გენერატორსა და პარამეტრულ გადამყვანებს შორის განპირობებულია მათი ექვივალენტური ელექტრული სქემებით, რომლებიც ასახავს ფუნდამენტურ განსხვავებებს კონვერტორებში გამოყენებული ფიზიკური ფენომენების ბუნებაში. გენერატორის გადამყვანი არის უშუალოდ გამომავალი ელექტრული სიგნალის წყარო და პარამეტრული გადამყვანის პარამეტრების ცვლილებები იზომება არაპირდაპირი გზით, დენის ან ძაბვის ცვლილებებით, გარე დენის წყაროს წრეში მისი სავალდებულო ჩართვის შედეგად. პარამეტრულ გადამყვანთან უშუალოდ დაკავშირებული ელექტრული წრე წარმოქმნის მის სიგნალს. ამრიგად, პარამეტრული გადამყვანისა და ელექტრული წრედის კომბინაცია არის ელექტრული სიგნალის წყარო.

სამუშაოს საფუძველში მყოფი ფიზიკური ფენომენისა და შეყვანის ფიზიკური რაოდენობის მიხედვით, გენერატორი და პარამეტრული გადამყვანები იყოფა რამდენიმე სახეობად (სურათი 2.3):

გენერატორი - პიეზოელექტრული,

თერმოელექტრული და სხვ.;

რეზისტენტული - კონტაქტისთვის,

რეოსტატიკური და სხვ.;

ელექტრომაგნიტური - ინდუქციური,

ტრანსფორმატორი და ა.შ.

მოდულაციის ტიპის მიხედვით, ყველა IP იყოფა ორ დიდ ჯგუფად: ამპლიტუდა და სიხშირე, დრო, ფაზა. ბოლო სამ ჯიშს ბევრი საერთო აქვს და ამიტომ გაერთიანებულია ერთ ჯგუფში.

ბრინჯი. 2.3. არაელექტრული სიდიდის საზომი გადამყვანების კლასიფიკაცია ელექტროდ.

2. ტრანსფორმაციის ბუნებით, შეყვანის რაოდენობები:

ხაზოვანი;

არაწრფივი.

3. პირველადი საზომი გადამცემის (PMT) მუშაობის პრინციპის მიხედვით იყოფა:

გენერირება;

პარამეტრული.

გენერატორის PIP-ების გამომავალი სიგნალი არის emf, ძაბვა, დენი და ელექტრული მუხტი, ფუნქციურად დაკავშირებულია გაზომილ რაოდენობასთან, მაგალითად, თერმოწყვილის ემფ.

პარამეტრულ PIP-ებში გაზომილი სიდიდე იწვევს ელექტრული წრედის პარამეტრების პროპორციულ ცვლილებას: R, L, C.

გენერატორები მოიცავს:

ინდუქცია;

პიეზოელექტრული;

ზოგიერთი სახის ელექტროქიმიური.

რეზისტენტული დენის წყაროები - გადააკეთეთ გაზომილი მნიშვნელობა წინააღმდეგობად.

ელექტრომაგნიტური IP – გარდაიქმნება ინდუქციურობის ან ორმხრივი ინდუქციის ცვლილებაში.

ტევადი კვების წყაროები - გარდაიქმნება ტევადობის ცვლილებაში.

პიეზოელექტრული IP - დინამიური ძალის გადაქცევა ელექტრულ მუხტად.

გალვანომაგნიტური IP – ჰოლის ეფექტის საფუძველზე, ისინი გარდაქმნიან მოქმედ მაგნიტურ ველს EMF-ად.

თერმული IP - გაზომილი ტემპერატურა გარდაიქმნება თერმული წინააღმდეგობის მნიშვნელობად ან ემფ.

ოპტოელექტრონული IP - გადაიყვანეთ ოპტიკური სიგნალები ელექტრულ სიგნალებად.

სენსორებისთვის, ძირითადი მახასიათებლებია:

ოპერაციული ტემპერატურის დიაპაზონი და შეცდომა ამ დიაპაზონში;

განზოგადებული შემავალი და გამომავალი წინააღმდეგობები;

სიხშირის პასუხი.

სამრეწველო პროგრამებში კონტროლის პროცესებში გამოყენებული სენსორების ცდომილება უნდა იყოს არაუმეტეს 1-2%. ხოლო საკონტროლო ამოცანებისთვის – 2 – 3%.

2.1.3. პირველადი საზომი გადამყვანების შეერთების სქემები

პირველადი საზომი გადამყვანებია:

პარამეტრული;

გენერირება.

პარამეტრული პირველადი საზომი გადამყვანების გადართვის სქემები იყოფა:

სერიული კავშირი:

დიფერენციალური გადართვა:

ერთი პირველადი საზომი გადამყვანით;

ორი პირველადი საზომი გადამყვანით;

ხიდის სქემები:

სიმეტრიული გაუწონასწორებელი ხიდი ერთი აქტიური მკლავით;

სიმეტრიული გაუწონასწორებელი ხიდი ორი აქტიური მკლავით;

სიმეტრიული გაუწონასწორებელი ხიდი ოთხი აქტიური მკლავით.

გენერატორის საზომი გადამყვანების გადართვის სქემები იყოფა:

თანმიმდევრული;

დიფერენციალური;

კომპენსატორული.

გენერატორებს არ სჭირდებათ ენერგიის წყარო, მაგრამ პარამეტრულებს სჭირდებათ. ძალიან ხშირად, გენერატორი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც EMF წყარო, ხოლო პარამეტრული შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც აქტიური ან რეაქტიული რეზისტორები, რომელთა წინააღმდეგობა იცვლება გაზომილი მნიშვნელობის ცვლილებით.

სერიული და დიფერენციალური გადართვა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც პარამეტრულ, ასევე გენერატორის კვების წყაროებზე. კომპენსაციის სქემა – გენერატორებისთვის. ტროტუარი - პარამეტრულამდე.

2.1.3.1. პარამეტრული საზომი გადამყვანების თანმიმდევრული შეერთების სქემები

ერთი პარამეტრული საზომი გადამცემის სერიული კავშირი (ნახ. 2.4):

ბრინჯი. 2.4. ერთი პარამეტრული კვების წყაროს თანმიმდევრული შეერთება.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image012_106.gif" width="137" height="45 src=">;

https://pandia.ru/text/80/219/images/image014_89.gif" width="247" height="65 src=">;

https://pandia.ru/text/80/219/images/image016_83.gif" width="116 height=41" height="41"> - მიმდინარე მგრძნობელობა;

- ძაბვის მგრძნობელობა;

დენის მგრძნობელობა;

ბრინჯი. 2.5. სერიის მიერთებული ელექტრომომარაგების გამომავალი მახასიათებლები:

ა – რეალური; ბ - იდეალური.

ორი პარამეტრული საზომი გადამყვანის სერიული კავშირი (ნახ. 2.6).

სურ.2.6. ორი პარამეტრული კვების წყაროს თანმიმდევრული კავშირი.

https://pandia.ru/text/80/219/images/image022_71.gif" width="88" height="24 src=">;

ელექტრული საზომი ხელსაწყოები ფართოდ გამოიყენება არაელექტრული სიდიდის გასაზომად. ეს შესაძლებელი გახდა სპეციალური გადამყვანების (Converters) გამოყენების წყალობით.

ასეთი გადამყვანების გამომავალი სიგნალები გადაცემულია მიკროსქემის პარამეტრების ან EMF (დამუხტვის) სახით, რომელიც დაკავშირებულია შეყვანის სიგნალთან ფუნქციურ ურთიერთობასთან. პირველებს უწოდებენ პარამეტრულს, მეორეებს - გენერატორებს.

პარამეტრული გადამყვანებიდან ყველაზე ფართოდ გამოიყენება რეოსტატი, დაძაბულობისადმი მგრძნობიარე, ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე, ელექტროლიტური, იონიზაციის, ინდუქციური და ტევადობის მოწყობილობები.

რეოსტატის გადამყვანებიისინი წარმოადგენენ იზოლირებულ ჩარჩოს, რომელზედაც დახვეულია გამტარი და მონაცვლეობით მოძრავი ჯაგრისი. მათი გამომავალი პარამეტრია მიკროსქემის წინააღმდეგობა.

გაზომილი რაოდენობა Pr შეიძლება იყოს ფუნჯის მოძრაობა სწორი ხაზით ან წრეში. სენსორული სისტემის გაუმჯობესების შემდეგ, Pr შეიძლება გამოყენებულ იქნას წნევის ან მასის დასადგენად, რომლის გავლენითაც სლაიდერი გადაადგილდება.

რიოსტატის გრაგნილისთვის გამოიყენება მასალები, რომელთა წინააღმდეგობა ნაკლებად არის დამოკიდებული გარე ფაქტორებზე (ტემპერატურა, წნევა, ტენიანობა და ა.შ.). ასეთი მასალები შეიძლება იყოს ნიქრომი, ფეხრალი, კონსტანტანი ან მანგანინი. ბირთვის ფორმისა და განივი კვეთის შეცვლით (შესაბამისად იცვლება ერთი მობრუნების სიგრძეც) შესაძლებელია მიღწეული წრედის წინაღობის არაწრფივი დამოკიდებულების მიღწევა სლაიდერის მოძრაობაზე.

რეოსტატიკური გადამყვანების უპირატესობა მათი დიზაინის სიმარტივეა. თუმცა, შეუძლებელია მოძრაობის ზუსტად განსაზღვრა, თუ გამომავალი წინააღმდეგობა იცვლება ერთი ბრუნის განმავლობაში. ეს არის ასეთი პრ-ების მთავარი მინუსი და ახასიათებს მათ შეცდომას.

დაძაბულობისადმი მგრძნობიარე გადამყვანები (TCTr). მათი მოქმედება ემყარება გამტარის აქტიური წინააღმდეგობის ცვლილებას წნევის ან მექანიკური დეფორმაციის გავლენის ქვეშ. ამ ფენომენს შტამის ეფექტი ეწოდება.

TCPR-სთვის შეყვანის სიგნალი შეიძლება იყოს დაძაბულობა, შეკუმშვა ან აღჭურვილობის ნაწილების, ლითონის კონსტრუქციების სხვა სახის დეფორმაცია, გამომავალი სიგნალი არის კონვერტორის წინააღმდეგობის ცვლილება.

დაძაბულობისადმი მგრძნობიარე მავთულები არის ქაღალდის ან ფირისგან დამზადებული თხელი სუბსტრატი და მასზე დამაგრებული ძალიან მცირე განივი კვეთის მავთული. კონსტანტანის მავთული, რომელსაც აქვს ტემპერატურისგან დამოუკიდებელი წინააღმდეგობა, დიამეტრით 0,02-0,05 მმ, ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც სენსორული ელემენტი. ასევე გამოიყენება კილიტა TCPR და ფირის დაძაბვის ლიანდაგები.

PM გადამყვანი მიმაგრებულია გასაზომ ნაწილზე ისე, რომ ნაწილის ხაზოვანი გაფართოების ღერძი ემთხვევა PM-ის გრძივი ღერძს. როდესაც გაზომილი ობიექტი ფართოვდება, TCP-ის სიგრძე იზრდება და შესაბამისად იცვლება მისი წინააღმდეგობა.

ასეთი მოწყობილობების უპირატესობა არის წრფივობა, დიზაინისა და მონტაჟის სიმარტივე. ნაკლოვანებები მოიცავს დაბალ მგრძნობელობას.

თერმომგრძნობიარე კონვერტორები (TPr). ასეთი მოწყობილობების ძირითადი ელემენტებია თერმისტორები, თერმოდიოდები, თერმული ტრანზისტორები და ა.შ. თერმოელემენტი შედის ელექტრულ წრეში ისე, რომ წრედის დენი გადის მასში და გავლენას ახდენს გაზომილი ელემენტის ტემპერატურაზე.

მათი დახმარებით შესაძლებელია ტემპერატურის, სიბლანტის, თბოგამტარობის, მოძრაობის სიჩქარის და გარემოს სხვა პარამეტრების გაზომვა, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს.

პლატინის თერმისტორები გამოიყენება გაზომვისთვის ტემპერატურის დიაპაზონში -260°C-დან +1100°C-მდე; სპილენძის თერმისტორები გამოიყენება ტემპერატურის დიაპაზონში -200°C-დან +200°C-მდე. ტემპერატურის დიაპაზონში -80°C-დან +150°C-მდე, როდესაც საჭიროა სპეციალური სიზუსტე, გამოიყენება თერმული დიოდები და თერმოტრანზისტორები.

ოპერაციული რეჟიმის მიხედვით, TRPr იყოფა გადახურებად და წინასწარ გახურების გარეშე. მოწყობილობები წინასწარ გათბობის გარეშე გამოიყენება მხოლოდ საშუალო ტემპერატურის გასაზომად, რადგან მათში გამავალი დენი გავლენას არ ახდენს მათ გათბობაზე. საშუალო ტემპერატურა საკმაოდ ზუსტად განისაზღვრება ელემენტის წინააღმდეგობით.

სხვა ტიპის თერმული გადამყვანების მუშაობის რეჟიმი დაკავშირებულია მათ წინასწარ გათბობასთან მოცემულ მნიშვნელობამდე. შემდეგ ისინი მოთავსებულია გაზომილ გარემოში და მონიტორინგდება მისი წინააღმდეგობის ცვლილება.

წინააღმდეგობის ცვლილების სიჩქარით შეიძლება ვიმსჯელოთ, თუ რამდენად ინტენსიურად ხდება გაგრილება ან გათბობა, რაც ნიშნავს, რომ შეიძლება განისაზღვროს გაზომილი ნივთიერების მოძრაობის სიჩქარე, მისი სიბლანტე და სხვა პარამეტრები.

ნახევარგამტარული TPR უფრო მგრძნობიარეა ვიდრე თერმისტორები, ამიტომ ისინი გამოიყენება ზუსტი გაზომვების სფეროში. თუმცა, მათი მნიშვნელოვანი მინუსი არის ვიწრო ტემპერატურის დიაპაზონი და მოწყობილობის სტატიკური მახასიათებლების ცუდი გამეორება.

ელექტროლიტური გადამყვანები (ELC). ისინი გამოიყენება ხსნარების კონცენტრაციის დასადგენად, რადგან ხსნარების ელექტრული გამტარობა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული მათში მარილის კონცენტრაციის ხარისხზე.

ELP არის ჭურჭელი, რომელსაც აქვს ორი ელექტროდი. ძაბვა გამოიყენება ელექტროდებზე, რითაც სრულდება ელექტრული წრე ელექტროლიტური ფენის მეშვეობით. ასეთი გადამყვანები გამოიყენება ალტერნატიულ დენზე, რადგან პირდაპირი დენის გავლენის ქვეშ ელექტროლიტი იშლება დადებით და უარყოფით იონებად, რაც იწვევს გაზომვების შეცდომას.

ELP-ის კიდევ ერთი მინუსი არის ელექტროლიტის გამტარობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე, რაც აიძულებს ადამიანს შეინარჩუნოს მუდმივი ტემპერატურა სამაცივრო ან გათბობის ერთეულების გამოყენებით.

ინდუქციური და ტევადი გადამყვანები. როგორც სახელი გვთავაზობს, ასეთი მოწყობილობების გამომავალი პარამეტრებია ინდუქციურობა და ტევადობა. მარტივი ინდუქციური PR-ების გაზომილი მნიშვნელობა შეიძლება იყოს გადაადგილება 10-დან 15 მმ-მდე; ინდუქციური ტრანსფორმატორის PR-ებისთვის ღია მარყუჟის სისტემით, ეს მნიშვნელობა შეიძლება გაიზარდოს 100 მმ-მდე. Capacitive Prs გამოიყენება 1 მმ-ის რიგის მოძრაობების გასაზომად.

ინდუქციური Prs არის ორი ინდუქტორი, რომელიც განთავსებულია ღია ბირთვზე. ხვეულების ურთიერთ ინდუქციურობაზე გავლენას ახდენს ისეთი პარამეტრები, როგორიცაა: ღია მონაკვეთის ჰაერის უფსკრულის სიგრძე, ჰაერის უფსკრულის განივი ფართობი, ჰაერის უფსკრულის მაგნიტური გამტარიანობა.

ამრიგად, ხვეულების ურთიერთ ინდუქციურობის გაზომვით, შესაძლებელია დადგინდეს, რამდენად შეიცვალა ზემოაღნიშნული პარამეტრები. და ისინი შეიძლება შეიცვალოს, როდესაც დიელექტრიკული ფირფიტა მოძრაობს ჰაერის უფსკრულით. ეს არის ინდუქციური პრ-ის მოქმედების პრინციპის საფუძველი.

ტევადი PR-ების მუშაობის პრინციპი ემყარება კონდენსატორის ტევადობის ცვლილებას, როდესაც ფირფიტების აქტიური ფართობი მცირდება, იცვლება კონდენსატორის ფირფიტებს შორის მანძილი და იცვლება ფირფიტების სივრცის დიელექტრიკული მუდმივი.

ტევადობის კონვერტორებს აქვთ უფრო მაღალი მგრძნობელობა შეყვანის პარამეტრების ცვლილებებზე. Capacitive Pr-ს შეუძლია ჩაწეროს ტევადობის ცვლილებები მაშინაც კი, როდესაც მოძრაობს მეათასედი მილიმეტრით.

იონიზაციის გადამყვანები. ინსტრუმენტის მუშაობის პრინციპი ეფუძნება გაზის და სხვა მედიის იონიზაციის ფენომენს მაიონებელი გამოსხივების გავლენის ქვეშ, რაც შეიძლება იყოს რადიოაქტიური ნივთიერებების მაიონებელი α-, β- და γ- გამოსხივება ან რენტგენის სხივები.

თუ გაზის შემცველი კამერა ექვემდებარება რადიაციას, ელექტრო დენი გადის ელექტროდებში. ამ დენის სიდიდე დამოკიდებული იქნება გაზის შემადგენლობაზე, ელექტროდების ზომაზე, ელექტროდებს შორის მანძილსა და გამოყენებულ ძაბვაზე.

ელექტრული დენის გაზომვით წრეში, გარემოს ცნობილი შემადგენლობით, ელექტროდებს შორის მანძილით და გამოყენებული ძაბვით, შესაძლებელია ელექტროდების ზომის დადგენა, ან პირიქით, სხვა პარამეტრები. ისინი გამოიყენება ნაწილების ზომების გასაზომად, ან გაზის კომპოზიციები და ა.შ.

მაიონებელი Prs-ის მთავარი უპირატესობა არის უკონტაქტო გაზომვების შესაძლებლობა აგრესიულ გარემოში, მომატებული წნევის ან ტემპერატურის პირობებში. ასეთი PR-ის მინუსი არის პერსონალის ბიოლოგიური დაცვის საჭიროება რადიაციის ზემოქმედებისგან.

წინააღმდეგობის თერმომეტრები.წინააღმდეგობის თერმომეტრები, ისევე როგორც თერმოწყვილები, შექმნილია აირისებური, მყარი და თხევადი სხეულების ტემპერატურის გასაზომად, აგრეთვე ზედაპირის ტემპერატურის გასაზომად. თერმომეტრების მუშაობის პრინციპი ემყარება ლითონებისა და ნახევარგამტარების თვისების გამოყენებას მათი ელექტრული წინააღმდეგობის ტემპერატურის შესაცვლელად. სუფთა ლითონისგან დამზადებული გამტარებისთვის, ამ დამოკიდებულებას ტემპერატურის დიაპაზონში -200 °C-დან 0 °C-მდე აქვს ფორმა:

Rt = R0,

ხოლო ტემპერატურის დიაპაზონში 0 °C-დან 630 °C-მდე

Rt = R0,

სად Rt, R0 -დირიჟორის წინააღმდეგობა ტემპერატურაზე ტდა 0 °C; A, B, C -კოეფიციენტები; t-ტემპერატურა, °C.

ტემპერატურის დიაპაზონში 0 °C-დან 180 °C-მდე, გამტარის წინააღმდეგობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე აღწერილია სავარაუდო ფორმულით.

Rt = R0,

სად α - გამტარი მასალის წინააღმდეგობის ტემპერატურის კოეფიციენტი (TCR).

სუფთა ლითონის გამტარებისთვის α≈ 6-10 -3 ...4-10 -3 გრადუსი -1 .

ტემპერატურის გაზომვა წინააღმდეგობის თერმომეტრით მოდის მისი წინააღმდეგობის გაზომვამდე რტ, სტემპერატურაზე შემდგომი გადასვლა ფორმულების ან კალიბრაციის ცხრილების გამოყენებით.

არსებობს მავთულის და ნახევარგამტარული წინააღმდეგობის თერმომეტრები. მავთულის წინააღმდეგობის თერმომეტრი არის სუფთა ლითონისგან დამზადებული თხელი მავთული, რომელიც დამონტაჟებულია ტემპერატურული მასალისგან (მგრძნობიარე ელემენტი) დამზადებულ ჩარჩოზე, რომელიც მოთავსებულია დამცავ ფიტინგში (ნახ. 5.4).

ბრინჯი. 5.4. წინააღმდეგობის თერმომეტრის სენსორული ელემენტი

მგრძნობიარე ელემენტის მილები დაკავშირებულია თერმომეტრის თავთან. რეზისტენტობის თერმომეტრების დასამზადებლად სუფთა ლითონებისგან დამზადებული სადენების არჩევანი განპირობებულია იმით, რომ სუფთა ლითონების TCR უფრო დიდია, ვიდრე შენადნობების TCR და, შესაბამისად, სუფთა ლითონებზე დაფუძნებული თერმომეტრები უფრო მგრძნობიარეა.

ინდუსტრია აწარმოებს პლატინის, ნიკელის და სპილენძის წინააღმდეგობის თერმომეტრებს. თერმომეტრების ურთიერთშემცვლელობისა და ერთიანი კალიბრაციის უზრუნველსაყოფად, მათი წინააღმდეგობის მნიშვნელობები სტანდარტიზებულია R0და TKS.

ნახევარგამტარული წინააღმდეგობის თერმომეტრები (თერმისტორები) არის მძივები, დისკები ან წნელები, რომლებიც დამზადებულია ნახევარგამტარული მასალისგან, საზომი წრედთან შესაერთებლად.

ინდუსტრია მასიურად აწარმოებს მრავალი სახის თერმისტორს სხვადასხვა დიზაინით.

თერმისტორების ზომები, როგორც წესი, მცირეა - დაახლოებით რამდენიმე მილიმეტრი, ხოლო ზოგიერთი ტიპი მილიმეტრის მეათედია. მექანიკური დაზიანებისა და გარემოზე ზემოქმედებისგან დასაცავად, თერმისტორები დაცულია მინის ან მინანქრის საფარით, აგრეთვე ლითონის საფარით.

თერმისტორებს ჩვეულებრივ აქვთ წინააღმდეგობა რამდენიმე ასობით კილოომამდე; მათი TCR ოპერაციული ტემპერატურის დიაპაზონში არის სიდიდის რიგითობა, ვიდრე მავთულის თერმომეტრები. თერმისტორების სამუშაო სითხის მასალად გამოიყენება ნიკელის, მანგანუმის, სპილენძისა და კობალტის ოქსიდების ნარევები, რომლებიც ურევენ შემკვრელს, აძლევენ საჭირო ფორმას და ადუღებენ მაღალ ტემპერატურაზე. თერმისტორები გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად -100-დან 300°C-მდე. თერმისტორების ინერცია შედარებით მცირეა. მათი ნაკლოვანებები მოიცავს წინააღმდეგობის ტემპერატურული დამოკიდებულების არაწრფივობას, ურთიერთშემცვლელობის ნაკლებობას ნომინალური წინააღმდეგობის და TCR-ის დიდი გავრცელების გამო, აგრეთვე წინააღმდეგობის შეუქცევად ცვლილებას დროთა განმავლობაში.

აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურის დიაპაზონში გაზომვისთვის გამოიყენება გერმანიუმის ნახევარგამტარული თერმომეტრები.

თერმომეტრების ელექტრული წინააღმდეგობა იზომება DC და AC ხიდების ან კომპენსატორების გამოყენებით. თერმომეტრიული გაზომვების მახასიათებელია საზომი დენის შეზღუდვა თერმომეტრის სამუშაო სითხის გაცხელების თავიდან ასაცილებლად. მავთულის წინააღმდეგობის თერმომეტრებისთვის რეკომენდებულია ისეთი საზომი დენის არჩევა, რომ თერმომეტრით გაფანტული სიმძლავრე არ აღემატებოდეს 20 ... 50 მვტ-ს. თერმისტორებში ენერგიის დასაშვები გაფრქვევა გაცილებით ნაკლებია და რეკომენდებულია მისი ექსპერიმენტულად განსაზღვრა თითოეული თერმისტორისთვის.

დაძაბულობისადმი მგრძნობიარე გადამყვანები (დაძაბულობის ლიანდაგები).დიზაინის პრაქტიკაში ხშირად საჭიროა სტრუქტურულ ელემენტებში მექანიკური სტრესების და დეფორმაციების გაზომვა. ამ რაოდენობების ყველაზე გავრცელებული გადამყვანები ელექტრულ სიგნალად არის დაძაბულობის ლიანდაგები. დაძაბულობის ლიანდაგების მოქმედება ემყარება ლითონებისა და ნახევარგამტარების თვისებებს, შეცვალონ მათი ელექტრული წინააღმდეგობა მათზე მიმართული ძალების გავლენის ქვეშ. დაძაბულობის უმარტივესი ლიანდაგი შეიძლება იყოს მავთულის ნაჭერი, რომელიც მყარად არის დაკავშირებული დეფორმირებადი ნაწილის ზედაპირზე. ნაწილის გაჭიმვა ან შეკუმშვა იწვევს მავთულის პროპორციულ დაჭიმვას ან შეკუმშვას, რის შედეგადაც იცვლება მისი ელექტრული წინააღმდეგობა. ელასტიური დეფორმაციების ფარგლებში, მავთულის წინააღმდეგობის შედარებითი ცვლილება დაკავშირებულია მის ფარდობით დრეკადობასთან თანაფარდობით.

ΔR/R=K Τ Δl/l,

სად ლ, რ -მავთულის საწყისი სიგრძე და წინააღმდეგობა; Δl, ΔR -სიგრძისა და წინააღმდეგობის გაზრდა; K T -დაძაბულობის მგრძნობელობის კოეფიციენტი.

დაძაბულობის ლიანდაგის კოეფიციენტის მნიშვნელობა დამოკიდებულია იმ მასალის თვისებებზე, საიდანაც მზადდება დაძაბვის ლიანდაგი, ასევე პროდუქტზე დაჭიმვის ლიანდაგის მიმაგრების მეთოდზე. სხვადასხვა ლითონის მავთულხლართებისთვის კ თ= 1... 3,5.

არის მავთულის და ნახევარგამტარული დაძაბულობის ლიანდაგები. მავთულის დაძაბულობის ლიანდაგების წარმოებისთვის გამოიყენება მასალები, რომლებსაც აქვთ დაძაბულობის მგრძნობელობის საკმაოდ მაღალი კოეფიციენტი და წინააღმდეგობის დაბალი ტემპერატურის კოეფიციენტი. ყველაზე ხშირად გამოყენებული მასალა მავთულის დაძაბვის ლიანდაგების დასამზადებლად არის კონსტანტანის მავთული დიამეტრით 20 ... 30 მიკრონი.

სტრუქტურულად, მავთულის დაძაბვის ლიანდაგები არის ბადე, რომელიც შედგება მავთულის რამდენიმე მარყუჟისგან, რომელიც წებოვანია თხელ ქაღალდზე (ან სხვა) სუბსტრატზე (ნახ. 5.5). სუბსტრატის მასალის მიხედვით, დაძაბვის ლიანდაგებს შეუძლიათ იმუშაონ ტემპერატურაზე -40-დან +400 °C-მდე.

ბრინჯი. 5.5. დაძაბვის ლიანდაგი

არსებობს დაძაბულობის ლიანდაგების კონსტრუქციები, რომლებიც მიმაგრებულია ნაწილების ზედაპირზე ცემენტის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია მუშაობა 800 °C-მდე ტემპერატურაზე.

დაძაბულობის ლიანდაგების ძირითადი მახასიათებლებია ნომინალური წინააღმდეგობა R,ბაზა ლდა დაძაბულობის ფაქტორი კ თ.ინდუსტრია აწარმოებს დაძაბულობის ლიანდაგების ფართო სპექტრს ბაზის ზომით 5-დან 30 მმ-მდე , ნომინალური წინააღმდეგობები 50-დან 2000 Ohms-მდე, დაძაბულობის მგრძნობელობის კოეფიციენტით 2±0.2.

მავთულის დაჭიმვის ლიანდაგების შემდგომი განვითარებაა კილიტა და ფირის დაძაბვის ლიანდაგები, რომელთა მგრძნობიარე ელემენტია ფოლგის ზოლების ბადე ან თხელი ლითონის ფილმი, რომელიც გამოიყენება ლაქზე დაფუძნებულ სუბსტრატებზე.

დაძაბულობის ლიანდაგები მზადდება ნახევარგამტარული მასალების საფუძველზე. დაჭიმვის ეფექტი ყველაზე ძლიერად გამოხატულია გერმანიუმში, სილიციუმში და ა.შ. ნახევარგამტარული დაჭიმვის ლიანდაგებსა და მავთულის დაჭიმვის ლიანდაგებს შორის მთავარი განსხვავებაა დეფორმაციის დროს წინააღმდეგობის დიდი (50%-მდე) ცვლილება დაძაბულობის მგრძნობელობის კოეფიციენტის დიდი მნიშვნელობის გამო.

ინდუქციური გადამყვანები.ინდუქციური გადამყვანები გამოიყენება გადაადგილების, ზომების, ფორმისა და ზედაპირის ადგილმდებარეობის გადახრების გასაზომად. კონვერტორი შედგება სტაციონარული ინდუქტორისაგან მაგნიტური ბირთვით და არმატურით, რომელიც ასევე არის მაგნიტური ბირთვის ნაწილი, რომელიც მოძრაობს ინდუქტორთან შედარებით. მაქსიმალური ინდუქციურობის მისაღებად, კოჭის მაგნიტური წრე და არმატურა დამზადებულია ფერომაგნიტური მასალებისგან. როდესაც არმატურა მოძრაობს (დაკავშირებულია, მაგალითად, საზომი მოწყობილობის ზონდთან), იცვლება კოჭის ინდუქციურობა და, შესაბამისად, იცვლება გრაგნილში გამავალი დენი. ნახ. ნახაზი 5.6 გვიჩვენებს ინდუქციური გადამყვანების დიაგრამებს ცვლადი ჰაერის უფსკრულით d (ნახ. 5.6 ა) გამოიყენება გადაადგილების გასაზომად 0,01...10 მმ დიაპაზონში; ჰაერის ცვლადი უფსკრული ფართობით S δ (ნახ. 5.6 ბ), გამოიყენება 5 ... 20 მმ დიაპაზონში.

ბრინჯი. 5.6. ინდუქციური გადაადგილების გადამყვანები

5.2. ოპერაციული გამაძლიერებლები

ოპერატიული გამაძლიერებელი (op-amp) არის DC დიფერენციალური გამაძლიერებელი ძალიან მაღალი მომატებით. ძაბვის გამაძლიერებლისთვის გადაცემის ფუნქცია (მომატება) მოცემულია

დიზაინის გამოთვლების გასამარტივებლად, ვარაუდობენ, რომ იდეალურ ოპ-გამაძლიერებელს აქვს შემდეგი მახასიათებლები.

1. მოგება, როდესაც უკუკავშირის ციკლი ღიაა, არის უსასრულობა.

2. შეყვანის წინააღმდეგობა Rd არის უსასრულობა.

3. გამომავალი წინააღმდეგობა R 0 = 0.

4. გამტარუნარიანობა არის უსასრულობა.

5. V 0 = 0 V 1 = V 2-ზე (ნულოვანი ოფსეტური ძაბვის გარეშე).

ბოლო მახასიათებელი ძალიან მნიშვნელოვანია. ვინაიდან V 1 -V 2 = V 0 / A, მაშინ თუ V 0-ს აქვს სასრული მნიშვნელობა და კოეფიციენტი A არის უსასრულოდ დიდი (ტიპიური მნიშვნელობა 100000) გვექნება

V 1 - V 2 = 0 და V 1 = V 2.

ვინაიდან დიფერენციალური სიგნალის შეყვანის წინააღმდეგობა არის (V 1 - V 2)

ასევე ძალიან დიდია, მაშინ შეიძლება უგულებელვყოთ Rd-ში გამავალი დენი.ეს ორი დაშვება მნიშვნელოვნად ამარტივებს op-amp სქემების დიზაინს.

წესი 1.როდესაც op-amp მუშაობს ხაზოვან რეგიონში, იგივე ძაბვები მოქმედებს მის ორ შეყვანაზე.

წესი 2.შეყვანის დენები ორივე op-amp შეყვანისთვის არის ნულოვანი.

მოდით შევხედოთ op-amp-ის ძირითადი მიკროსქემის ბლოკებს. ამ სქემების უმეტესობა იყენებს ოპ გამაძლიერებელს დახურული მარყუჟის კონფიგურაციაში.

5.2.1. ერთიანობის გამაძლიერებელი

(ძაბვის მიმდევარი)

თუ არაინვერსიულ გამაძლიერებელში დავაყენებთ R i უსასრულობის ტოლი და R f ნულის ტოლი, მაშინ მივალთ ნახ. 5.7.

1-ლი წესის მიხედვით, op-amp-ის ინვერსიულ შეყვანას ასევე აქვს შემავალი ძაბვა Vi, რომელიც პირდაპირ გადაეცემა მიკროსქემის გამომავალს. ამიტომ, V 0 = V i, და გამომავალი ძაბვა აკონტროლებს (იმეორებს) შეყვანის ძაბვას. მრავალი ანალოგური ციფრული გადამყვანისთვის, შეყვანის წინაღობა დამოკიდებულია ანალოგური შეყვანის სიგნალის მნიშვნელობაზე. ძაბვის მიმდევრის გამოყენებით, უზრუნველყოფილია მუდმივი შეყვანის წინააღმდეგობა.

5.2.2. შემკრები

ინვერსიულ გამაძლიერებელს შეუძლია შეაჯამოს მრავალი შეყვანის ძაბვა. დამამატებლის თითოეული შეყვანა დაკავშირებულია ოპ-გამაძლიერებლის ინვერსიულ შეყვანასთან ასაწონი რეზისტორის მეშვეობით. ინვერსიულ შეყვანას ეწოდება შემაჯამებელი კვანძი, რადგან ყველა შეყვანის დენი და უკუკავშირის დენი აქ ჯამდება. შემაჯამებელი გამაძლიერებლის ძირითადი მიკროსქემის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 5.8.

როგორც ჩვეულებრივი ინვერსიული გამაძლიერებლის შემთხვევაში, ინვერსიულ შეყვანაზე ძაბვა უნდა იყოს ნული და, შესაბამისად, დენი, რომელიც მიედინება op-amp-ში უნდა იყოს ნული. ამრიგად,

i f = i 1 + i 2 + . . . + i n

ვინაიდან ინვერსიულ შეყვანაზე არის ნულოვანი ძაბვა, მაშინ შესაბამისი ჩანაცვლების შემდეგ ვიღებთ

V 0 = -R f ( +... + ).

რეზისტორი R f განსაზღვრავს მიკროსქემის მთლიან მომატებას. წინააღმდეგობები R 1, R 2,. . . R n დააყენეთ შესაბამისი არხების წონის კოეფიციენტების მნიშვნელობები და შეყვანის წინააღმდეგობები.

5.2.3. ინტეგრატორები

ინტეგრატორი არის ელექტრონული წრე, რომელიც აწარმოებს გამომავალ სიგნალს, რომელიც პროპორციულია შემავალი სიგნალის ინტეგრალის (დროში).

ნახ. ნახაზი 5.9 გვიჩვენებს მარტივი ანალოგური ინტეგრატორის სქემატურ დიაგრამას, ინტეგრატორის ერთი ტერმინალი დაკავშირებულია შემაჯამებელ კვანძთან, მეორე კი ინტეგრატორის გამოსავალთან. მაშასადამე, კონდენსატორის ძაბვა არის ამავე დროს გამომავალი ძაბვა. ინტეგრატორის გამომავალი სიგნალი არ შეიძლება აღწერილი იყოს მარტივი ალგებრული ურთიერთობით, რადგან ფიქსირებული შეყვანის ძაბვის დროს გამომავალი ძაბვა იცვლება Vi, R და C პარამეტრებით განსაზღვრული სიჩქარით. ამრიგად, გამომავალი ძაბვის დასადგენად, თქვენ უნდა იცოდეს შეყვანის სიგნალის ხანგრძლივობა. ძაბვა თავდაპირველად გამონადენი კონდენსატორზე

სადაც i f – კონდენსატორის მეშვეობით და t i – ინტეგრაციის დრო. პოზიტივისთვის

Vi გვაქვს i i = V i /R. ვინაიდან i f = i i, მაშინ სიგნალის ინვერსიის გათვალისწინებით ვიღებთ

ამ ურთიერთობიდან გამომდინარეობს, რომ V 0 განისაზღვრება შეყვანის ძაბვის ინტეგრალით (საპირისპირო ნიშნით) 0-დან t 1-მდე დიაპაზონში, გამრავლებული მასშტაბის კოეფიციენტზე 1/RC. ძაბვა V ic არის ძაბვა კონდენსატორზე საწყის დროს (t = 0).

5.2.4. დიფერენციატორები

დიფერენციატორი აწარმოებს გამომავალ სიგნალს, რომელიც პროპორციულია შეყვანის სიგნალის დროთა განმავლობაში ცვლილების სიჩქარისა. ნახ. ნახაზი 5.10 გვიჩვენებს მარტივი დიფერენციატორის სქემატურ დიაგრამას.

დენი კონდენსატორის მეშვეობით.

თუ წარმოებული დადებითია, დენი i i მიედინება ისეთი მიმართულებით, რომ წარმოიქმნება უარყოფითი გამომავალი ძაბვა V 0.

ამრიგად,

სიგნალის დიფერენციაციის ეს მეთოდი, როგორც ჩანს, მარტივია, მაგრამ მისი პრაქტიკული განხორციელება აჩენს პრობლემებს მიკროსქემის სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად მაღალ სიხშირეებზე. ყველა op-amp არ არის შესაფერისი დიფერენციატორში გამოსაყენებლად. შერჩევის კრიტერიუმი არის ოპ-გამაძლიერებლის მოქმედება: თქვენ უნდა აირჩიოთ ოპ-გამაძლიერებელი გამომავალი ძაბვის მაღალი მაქსიმალური დარტყმის სიჩქარით და მაღალი გამაძლიერებელი სიჩქარის პროდუქტით. საველე ეფექტის ტრანზისტორებზე დაფუძნებული მაღალსიჩქარიანი ოპ-ამპერები კარგად მუშაობს დიფერენციატორებში.

5.2.5. შედარებითები

შედარებითი არის ელექტრონული წრე, რომელიც ადარებს ორ შეყვანის ძაბვას და აწარმოებს გამომავალ სიგნალს შეყვანის მდგომარეობიდან გამომდინარე. შედარების ძირითადი მიკროსქემის დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 5.11.

როგორც ხედავთ, აქ op-amp მუშაობს ღია უკუკავშირის მარყუჟით. საცნობარო ძაბვა მიეწოდება მის ერთ-ერთ შეყვანას, ხოლო უცნობი (შედარებული) ძაბვა მიეწოდება მეორეს. შედარების გამომავალი მიუთითებს, არის თუ არა უცნობი შეყვანის სიგნალის დონე საორიენტაციო ძაბვის დონის ზემოთ ან ქვემოთ. 5.11-ზე მოცემულ წრედში საორიენტაციო ძაბვა V r გამოიყენება არაინვერსიულ შეყვანაზე, ხოლო უცნობი სიგნალი V i მიეწოდება ინვერსიულ შეყვანას.

როდესაც V i > V r ძაბვა V 0 = - V r (უარყოფითი გაჯერების ძაბვა) დაყენებულია შედარების გამოსავალზე. საპირისპირო შემთხვევაში ვიღებთ V 0 = +V r. შეგიძლიათ შეცვალოთ შეყვანები - ეს გამოიწვევს გამომავალი სიგნალის ინვერსიას.

5.3. საზომი სიგნალების გადართვა

საინფორმაციო და საზომი ტექნოლოგიაში, ანალოგური საზომი გარდაქმნების განხორციელებისას, ხშირად საჭიროა ელექტრული კავშირის დამყარება საზომი მიკროსქემის ორ ან მეტ წერტილს შორის, რათა მოხდეს აუცილებელი გარდამავალი პროცესი, რეაქტიული ელემენტის მიერ შენახული ენერგიის გაფანტვა (მაგ. გამორთეთ კონდენსატორი), შეაერთეთ საზომი წრედის დენის წყარო, ჩართეთ ანალოგური უჯრედის მეხსიერება, აიღეთ უწყვეტი პროცესის ნიმუში სინჯის აღებისას და ა. სივრცეში განაწილებული რაოდენობები. ზემოაღნიშნულის განსახორციელებლად გამოიყენება საზომი კომუტატორები და საზომი გასაღებები.

საზომი გადამრთველი არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის სივრცით განცალკევებულ ანალოგურ სიგნალებს დროში განცალკევებულ სიგნალებად და პირიქით.

ანალოგური სიგნალის საზომი კონცენტრატორები ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით:

შეცვლილი სიდიდის დინამიური დიაპაზონი;

გადაცემის კოეფიციენტის შეცდომა;

სიჩქარე (გადართვის სიხშირე ან დრო, რომელიც საჭიროა ერთი გადართვის ოპერაციის შესასრულებლად);

ჩართული სიგნალების რაოდენობა;

გადართვის რაოდენობის შეზღუდვა (კონტაქტური საზომი ღილაკებით გადამრთველებისთვის).

კომუტატორში გამოყენებული საზომი გასაღებების ტიპის მიხედვით, საკონტაქტო და უკონტაქტო კონცენტრატორები.

საზომი გადამრთველი არის ორტერმინალიანი ქსელი, რომელსაც აქვს დენის ძაბვის მახასიათებლის მკაფიოდ გამოხატული არაწრფივობა. გასაღების გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან (დახურული) მეორეზე (ღია) ხორციელდება საკონტროლო ელემენტის გამოყენებით.

5.4. ანალოგური ციფრული კონვერტაცია

ანალოგური ციფრული კონვერტაცია გაზომვის პროცედურის განუყოფელი ნაწილია. ინსტრუმენტების მითითებისას, ეს ოპერაცია შეესაბამება ექსპერიმენტატორის მიერ რიცხვითი შედეგის კითხვას. ციფრულ და პროცესორზე დაფუძნებულ საზომ ინსტრუმენტებში, ანალოგური ციფრული გადაქცევა ხდება ავტომატურად და შედეგი იგზავნება პირდაპირ ეკრანზე ან შედის პროცესორში, რათა შეასრულოს შემდგომი საზომი გარდაქმნები რიცხვითი ფორმით.

გაზომვებში ანალოგური ციფრული კონვერტაციის მეთოდები ღრმად და საფუძვლიანად არის შემუშავებული და მოდის შეყვანის გავლენის მყისიერი მნიშვნელობების წარმოდგენაზე დროის ფიქსირებულ მომენტებში შესაბამისი კოდის კომბინაციით (ნომრით). ანალოგური ციფრული კონვერტაციის ფიზიკური საფუძველი არის კარიბჭე და შედარება ფიქსირებულ საცნობარო დონეებთან. ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ADC არის ბიტ-ბიტი კოდირება, თანმიმდევრული დათვლა, თვალთვალის დაბალანსება და სხვა. ანალოგური ციფრული კონვერტაციის მეთოდოლოგიის საკითხები, რომლებიც დაკავშირებულია ADC-ების და ციფრული გაზომვების განვითარების ტენდენციებთან მომდევნო წლებში, მოიცავს, კერძოდ:

წაკითხვის გაურკვევლობის აღმოფხვრა ყველაზე სწრაფად შესატყვის ADC-ებში, რომლებიც სულ უფრო ფართოვდება ინტეგრირებული ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად;

ხარვეზების ტოლერანტობის მიღწევა და ADC-ების მეტროლოგიური მახასიათებლების გაუმჯობესება ფიბონაჩის ჭარბი რიცხვების სისტემის საფუძველზე;

განაცხადი სტატისტიკური ტესტირების მეთოდის ანალოგურ ციფრულ კონვერტაციაზე.

5.4.1 ციფრული ანალოგური და ანალოგური ციფრული გადამყვანები

ციფრული ანალოგური (DAC) და ანალოგური ციფრული გადამყვანები (ADC) ავტომატური კონტროლისა და რეგულირების სისტემების განუყოფელი ნაწილია. გარდა ამისა, ვინაიდან გაზომილი ფიზიკური რაოდენობების დიდი უმრავლესობა ანალოგურია და მათი დამუშავება, აღნიშვნა და რეგისტრაცია, როგორც წესი, ციფრული მეთოდებით ხდება, DAC-ებმა და ADC-ებმა ფართო გამოყენება ჰპოვეს ავტომატურ საზომ ინსტრუმენტებში. ამრიგად, DAC და ADCs არის ციფრული საზომი ხელსაწყოების ნაწილი (ვოლტმეტრები, ოსცილოსკოპები, სპექტრის ანალიზატორები, კორელატორები და ა. სხვადასხვა გადამყვანები და გენერატორები, კომპიუტერული ინფორმაციის შემავალი/გამომავალი მოწყობილობები. DAC-ების და ADC-ების გამოყენების ფართო პერსპექტივები იხსნება ტელემეტრიასა და ტელევიზიაში. მცირე ზომის და შედარებით იაფი DAC-ების და ADC-ების სერიული წარმოება იძლევა შესაძლებლობას კიდევ უფრო ფართოდ გამოიყენოს დისკრეტული უწყვეტი კონვერტაციის მეთოდები მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში.

არსებობს DAC-ების და ADC-ების დიზაინისა და ტექნოლოგიური დიზაინის სამი ტიპი: მოდულური, ჰიბრიდული და ინტეგრირებული. ამავდროულად, მუდმივად იზრდება DAC და ADC ინტეგრირებული სქემების (ICs) წარმოების წილი მათი წარმოების მთლიან მოცულობაში, რასაც დიდად უწყობს ხელს მიკროპროცესორებისა და ციფრული მონაცემთა დამუშავების მეთოდების ფართო გამოყენება. DAC არის მოწყობილობა, რომელიც აწარმოებს გამომავალ ანალოგურ სიგნალს (ძაბვა ან დენი) შემავალი ციფრული სიგნალის პროპორციულად. ამ შემთხვევაში, გამომავალი სიგნალის მნიშვნელობა დამოკიდებულია U op საორიენტაციო ძაბვის მნიშვნელობაზე, რომელიც განსაზღვრავს გამომავალი სიგნალის სრულ მასშტაბს. თუ თქვენ იყენებთ რომელიმე ანალოგურ სიგნალს, როგორც საცნობარო ძაბვას, მაშინ DAC-ის გამომავალი სიგნალი პროპორციული იქნება შეყვანის ციფრული და პროდუქტის ანალოგისიგნალები ADC-ში ციფრული კოდი გამომავალზე განისაზღვრება გადაყვანილი შეყვანის ანალოგური სიგნალის თანაფარდობით საცნობარო სიგნალთან, რომელიც შეესაბამება სრულ მასშტაბს. ეს ურთიერთობა ასევე მართალია, თუ საცნობარო სიგნალი იცვლება რომელიმე კანონის მიხედვით. ADC შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც თანაფარდობის მრიცხველი ან ძაბვის გამყოფი ციფრული გამომავალი.

5.4.2. ADC-ის ოპერაციული პრინციპები, ძირითადი ელემენტები და ბლოკ-სქემები

ამჟამად შემუშავებულია ADC-ების დიდი რაოდენობა სხვადასხვა მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. ზოგიერთ შემთხვევაში, უპირატესი მოთხოვნაა მაღალი სიზუსტე, ზოგ შემთხვევაში - კონვერტაციის სიჩქარე.

მოქმედების პრინციპის მიხედვით, ყველა არსებული ტიპის ADC შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: ADC-ები შეყვანის გარდაქმნილი სიგნალის შედარებით დისკრეტული ძაბვის დონეებთან და ADC-ები ინტეგრირებული ტიპის.

ADC, რომელიც ადარებს შეყვანის სიგნალს, რომელიც გარდაიქმნება დისკრეტულ ძაბვის დონეებად, იყენებს კონვერტაციის პროცესს, რომელიც არსებითად წარმოქმნის ძაბვის დონეებს შესაბამისი ციფრული კოდების ექვივალენტური და ადარებს ამ ძაბვის დონეებს შეყვანის ძაბვასთან, რათა დადგინდეს შეყვანის სიგნალის ციფრული ეკვივალენტი. ამ შემთხვევაში, ძაბვის დონეები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ერთდროულად, თანმიმდევრულად ან კომბინირებული გზით.

სერიული დათვლა ADCსაფეხურიანი ხერხის ძაბვით არის ერთ-ერთი უმარტივესი გადამყვანი (სურ. 5.12).

"დაწყების" სიგნალი აყენებს მრიცხველს ნულოვან მდგომარეობაში, რის შემდეგაც, საათის პულსი მის შეყვანაში სიხშირით მოდის. ვ ტ DAC-ის გამომავალი ძაბვა იზრდება წრფივად ნაბიჯებით.

როდესაც U out ძაბვა მიაღწევს მნიშვნელობას U in, შედარების წრე წყვეტს იმპულსების დათვლას მრიცხველში და ამ უკანასკნელის გამომავალი კოდი შედის მეხსიერების რეესტრში. ასეთი ADC-ების ბიტის სიღრმე და გარჩევადობა განისაზღვრება მასში გამოყენებული DAC-ის ბიტის სიღრმით და გარჩევადობით. კონვერტაციის დრო დამოკიდებულია კონვერტირებადი შეყვანის ძაბვის დონეზე. შემავალი ძაბვისთვის, რომელიც შეესაბამება სრული მასშტაბის მნიშვნელობას, MF უნდა იყოს შევსებული და ამავე დროს მან უნდა გამოიმუშაოს სრული მასშტაბის კოდი DAC-ის შეყვანაზე. ეს მოითხოვს კონვერტაციის დროს (2 n - 1) გამრავლებული საათის პერიოდზე n-bit DAC-ისთვის. სწრაფი ანალოგური ციფრული კონვერტაციისთვის, ასეთი ADC-ების გამოყენება არაპრაქტიკულია.

IN თვალყურის დევნება ADC(ნახ. 5.13) შემაჯამებელი მრიცხველი იცვლება შებრუნებული მრიცხველით RSch, რათა თვალყური ადევნოს ცვალებადი შეყვანის ძაბვას. CV-ის გამომავალი სიგნალი განსაზღვრავს დათვლის მიმართულებას იმისდა მიხედვით, ADC-ის შემავალი ძაბვა აჭარბებს თუ არა DAC-ის გამომავალ ძაბვას.

გაზომვების დაწყებამდე, RF სიხშირე დაყენებულია სკალის შუათან შესაბამის მდგომარეობაზე (01 ... 1). თვალთვალის ADC-ის პირველი კონვერტაციის ციკლი მსგავსია კონვერტაციის ციკლის სერიული დათვლის ADC-ში. მომავალში, კონვერტაციის ციკლები მნიშვნელოვნად შემცირდება, რადგან ეს ADC ახერხებს თვალყური ადევნოს შეყვანის სიგნალის მცირე გადახრებს რამდენიმე საათის განმავლობაში, გაზრდის ან ამცირებს RF სიხშირის კონტროლის განყოფილებაში ჩაწერილი იმპულსების რაოდენობას, რაც დამოკიდებულია შეუსაბამობის ნიშანზე. გარდაქმნილი ძაბვის Uin-ის მიმდინარე მნიშვნელობა და DAC-ის გამომავალი ძაბვა.

თანმიმდევრული დაახლოება ADC (ბიტური დაბალანსება)იპოვეს ყველაზე ფართო გამოყენება მათი საკმაოდ მარტივი განხორციელების გამო, იმავდროულად მაღალი გარჩევადობის, სიზუსტისა და სიჩქარის უზრუნველყოფისას; მათ აქვთ ოდნავ დაბალი შესრულება, მაგრამ მნიშვნელოვნად მაღალი გარჩევადობა ADC-ებთან შედარებით, რომლებიც ახორციელებენ პარალელური კონვერტაციის მეთოდს.

შესრულების გაზრდის მიზნით, საკონტროლო მოწყობილობად გამოიყენება პულსის დისტრიბუტორი და თანმიმდევრული მიახლოების რეგისტრი. შეყვანის ძაბვა შედარებულია საცნობარო ძაბვასთან (DAC უკუკავშირის ძაბვა) დაწყებული მნიშვნელობიდან, რომელიც შეესაბამება გენერირებული ორობითი კოდის ყველაზე მნიშვნელოვან ბიტს.

ADC-ის დაწყებისას RI-ს გამოყენებით, RPP დაყენებულია საწყის მდგომარეობაში:

1000. . .0. ამ შემთხვევაში, DAC-ის გამოსავალზე წარმოიქმნება ძაბვა, რომელიც შეესაბამება კონვერტაციის დიაპაზონის ნახევარს, რაც უზრუნველყოფილია მისი ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიტის ჩართვით. თუ შეყვანის სიგნალი ნაკლებია DAC-ის სიგნალზე, მომდევნო საათის ციკლში, კოდი 0100 წარმოიქმნება DAC-ის ციფრულ შეყვანებზე RPP-ის გამოყენებით. . 0, რომელიც შეესაბამება მე-2 ყველაზე მნიშვნელოვანი ციფრის ჩართვას. შედეგად, DAC გამომავალი სიგნალი განახევრებულია.

თუ შეყვანის სიგნალი აჭარბებს DAC-ის სიგნალს, შემდეგ საათის ციკლში უზრუნველყოფილია კოდის ფორმირება 0110 ... 0 DAC-ის ციფრულ შეყვანებზე და დამატებით მე-3 ბიტის ჩართვა. ამ შემთხვევაში, DAC-ის გამომავალი ძაბვა, რომელიც გაიზარდა ერთნახევარჯერ, კვლავ შედარებულია შეყვანის ძაბვასთან და ა.შ. აღწერილი პროცედურა მეორდება. ნჯერ (სად ნ- ADC ბიტების რაოდენობა).

შედეგად, DAC-ის გამომავალზე წარმოიქმნება ძაბვა, რომელიც განსხვავდება შეყვანისგან DAC-ის ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვანი ციფრის არაუმეტეს ერთი ერთეულით. ტრანსფორმაციის შედეგი აღებულია RPP-ის გამოსავლიდან.

ამ სქემის უპირატესობა არის მრავალბიტიანი (12 ბიტამდე და მეტი) შედარებით მაღალსიჩქარიანი გადამყვანების აგების შესაძლებლობა (კონვერტაციის დრო რამდენიმე ასეული ნანოწამის რიგით).

ADC-ში პირდაპირი კითხვა (პარალელური ტიპი)(ნახ. 5.15) შემავალი სიგნალი ერთდროულად გამოიყენება ყველა ძაბვის ტრანსფორმატორის შეყვანებზე, რიცხვი მრომელიც განისაზღვრება ADC ბიტის სიმძლავრით და უდრის m = 2 n - 1, სადაც n არის ADC ბიტების რაოდენობა. თითოეულ CV-ში, სიგნალი შედარებულია საცნობარო ძაბვასთან, რომელიც შეესაბამება გარკვეული გამონადენის წონას და ამოღებულია რეზისტორის გამყოფის კვანძებიდან, რომლებიც იკვებება საცნობარო ძაბვისგან.

CV-ის გამომავალი სიგნალები მუშავდება ლოგიკური დეკოდერით, რომელიც წარმოქმნის პარალელურ კოდს, რომელიც არის შეყვანის ძაბვის ციფრული ეკვივალენტი. ასეთ ADC-ებს აქვთ უმაღლესი შესრულება. ასეთი ADC-ების მინუსი არის ის, რომ ბიტის სიღრმის მატებასთან ერთად, საჭირო ელემენტების რაოდენობა პრაქტიკულად გაორმაგდება, რაც ართულებს ამ ტიპის მრავალბიტიანი ADC-ების შექმნას. კონვერტაციის სიზუსტე შემოიფარგლება ძაბვის გადამყვანისა და რეზისტორის გამყოფის სიზუსტითა და სტაბილურობით. ბიტის სიღრმის მაღალი სიჩქარით გასაზრდელად, დანერგილია ორსაფეხურიანი ADC-ები, რომლებშიც გამომავალი კოდის დაბალი რიგის ბიტები ამოღებულია DS-ის მეორე ეტაპის გამოსავლებიდან, ხოლო ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიტები ამოღებულია გამოსავლებიდან. პირველი ეტაპის დს-ის.

ADC პულსის სიგანის მოდულაციით (ერთციკლიანი ინტეგრირება)

ADC ხასიათდება იმით, რომ შეყვანის ანალოგური სიგნალის დონე Uin გარდაიქმნება პულსად, რომლის ხანგრძლივობა t პულსი არის შეყვანის სიგნალის მნიშვნელობის ფუნქცია და გარდაიქმნება ციფრულ ფორმაში პერიოდების რაოდენობის დათვლით. საცნობარო სიხშირე, რომელიც ჯდება პულსის დასაწყისსა და დასასრულს შორის. ინტეგრატორის გამომავალი ძაბვა კავშირის გავლენის ქვეშ

მის შეყვანაზე გამოყენებული U op იცვლება ნულიდან სიჩქარით

იმ მომენტში, როდესაც ინტეგრატორის გამომავალი ძაბვა უდრის შეყვანის ძაბვას Uin, ამოქმედდება CV, რის შედეგადაც მთავრდება პულსის ხანგრძლივობის ფორმირება, რომლის დროსაც საცნობარო სიხშირის პერიოდების რაოდენობა ითვლება ADC მრიცხველები. პულსის ხანგრძლივობა განისაზღვრება იმ დროით, რომლის დროსაც U out ძაბვა იცვლება ნულიდან U-მდე:

ამ კონვერტორის უპირატესობა მისი სიმარტივეა, ხოლო ნაკლოვანებები არის მისი შედარებით დაბალი სიჩქარე და დაბალი სიზუსტე.

1. როგორია მოწყობილობა, მუშაობის პრინციპი და აპლიკაცია:

ა) ფოტოელექტრული გადამყვანები;

ფოტოელექტრული გადამყვანები არის ისეთები, რომლებშიც გამომავალი სიგნალი იცვლება კონვერტორზე სინათლის ნაკადის ინციდენტის მიხედვით. ფოტოელექტრული გადამყვანები ან, როგორც მათ მომავალში დავარქმევთ, ფოტოცელები იყოფა სამ ტიპად:

1) ფოტოცელი გარე ფოტოეფექტით

ეს არის ვაკუუმური ან გაზით სავსე სფერული მინის ცილინდრები, რომელთა შიდა ზედაპირზე ფოტომგრძნობიარე მასალის ფენა გამოიყენება, რომელიც ქმნის კათოდს. ანოდი მზადდება ნიკელის მავთულის რგოლის ან ბადის სახით. ჩაბნელებულ მდგომარეობაში ბნელი დენი გადის ფოტოცელში თერმიონული ემისიის და ელექტროდებს შორის გაჟონვის შედეგად. როდესაც განათებულია, ფოტოკათოდი, სინათლის ფოტონების გავლენის ქვეშ, ბაძავს ელექტრონებს. თუ ძაბვა გამოიყენება ანოდსა და კათოდს შორის, ეს ელექტრონები ქმნიან ელექტრულ დენს. როდესაც ელექტრულ წრესთან დაკავშირებული ფოტოცელის განათება იცვლება, ამ წრეში ფოტოდენიც შესაბამისად იცვლება.

2) ფოტოცელები შიდა ფოტოეფექტით

ეს არის ერთგვაროვანი ნახევარგამტარული ვაფლი კონტაქტებით, მაგალითად, კადმიუმის სელენიდისგან დამზადებული, რომელიც ცვლის მის წინააღმდეგობას სინათლის ნაკადის გავლენის ქვეშ. შიდა ფოტოელექტრული ეფექტი შედგება თავისუფალი ელექტრონების გარეგნობისგან, რომლებიც ჩამოაგდეს სინათლის კვანტებით ატომების ელექტრონული ორბიტებიდან, რომლებიც თავისუფალი რჩებიან ნივთიერების შიგნით. თავისუფალი ელექტრონების გამოჩენა მასალაში, როგორიცაა ნახევარგამტარი, ექვივალენტურია ელექტრული წინააღმდეგობის შემცირების. ფოტორეზისტორებს აქვთ მაღალი მგრძნობელობა და ხაზოვანი დენი-ძაბვის მახასიათებელი (ვოლტ-ამპერული მახასიათებელი), ე.ი. მათი წინააღმდეგობა არ არის დამოკიდებული გამოყენებული ძაბვაზე.

3) ფოტოელექტრული გადამყვანები.

ეს კონვერტორები აქტიური სინათლისადმი მგრძნობიარე ნახევარგამტარებია, რომლებიც ბარიერის შრეში ფოტოელექტრული ეფექტების გამო სინათლის შთანთქმისას ქმნიან თავისუფალ ელექტრონებს და ემფ.

ფოტოდიოდი (PD) შეიძლება მუშაობდეს ორ რეჟიმში - ფოტოდიოდი და გენერატორი (სარქველი). ფოტოტრანზისტორი არის გასხივოსნებული ენერგიის ნახევარგამტარული მიმღები ორი ან მეტი p-შეერთებით, რომელშიც გაერთიანებულია ფოტოდიოდი და ფოტოდინების გამაძლიერებელი.

ფოტოტრანზისტორები, ისევე როგორც ფოტოდიოდები, გამოიყენება სინათლის სიგნალების ელექტრულ სიგნალებად გადაქცევისთვის.

ბ) ტევადობითი გადამყვანები;

ტევადი გადამყვანი არის კონდენსატორი, რომლის ტევადობა იცვლება გაზომილი არაელექტრული სიდიდის გავლენის ქვეშ. ბრტყელი კონდენსატორი ფართოდ გამოიყენება, როგორც ტევადობის გადამყვანი, რომლის ტევადობა შეიძლება გამოიხატოს ფორმულით C = e0eS/5, სადაც e0 არის ჰაერის დიელექტრიკული მუდმივი (e0 = 8.85 10"12F/m; e არის ფარდობითი დიელექტრიკი. კონდენსატორის ფირფიტებს შორის საშუალო მუდმივი;

ვინაიდან გაზომილი არაელექტრული რაოდენობა შეიძლება ფუნქციურად იყოს დაკავშირებული რომელიმე ამ პარამეტრთან, ტევადობის კონვერტორების დიზაინი შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს აპლიკაციის მიხედვით. თხევადი და მარცვლოვანი სხეულების დონის გასაზომად გამოიყენება ცილინდრული ან ბრტყელი კონდენსატორები; მცირე გადაადგილების, სწრაფად ცვალებადი ძალებისა და წნევის გასაზომად - დიფერენციალური ტევადი გადამყვანები ფირფიტებს შორის ცვლადი უფსკრულით. განვიხილოთ ტევადობითი გადამყვანების გამოყენების პრინციპი სხვადასხვა არაელექტრული სიდიდის გასაზომად.

გ) თბოგადამყვანები;

თერმული გადამყვანი არის დირიჟორი ან ნახევარგამტარი დენით, მაღალი ტემპერატურის კოეფიციენტით, გარემოსთან სითბოს გაცვლაში. სითბოს გაცვლის რამდენიმე გზა არსებობს: კონვექცია; გარემოს თბოგამტარობა; თავად გამტარის თბოგამტარობა; რადიაცია.

გამტარსა და გარემოს შორის სითბოს გაცვლის ინტენსივობა დამოკიდებულია შემდეგ ფაქტორებზე: გაზის ან თხევადი გარემოს სიჩქარე; საშუალო ფიზიკური თვისებები (სიმკვრივე, თბოგამტარობა, სიბლანტე); გარემო ტემპერატურა; გამტარის გეომეტრიული ზომები. დირიჟორის ტემპერატურისა და, შესაბამისად, მისი წინააღმდეგობის ეს დამოკიდებულება ჩამოთვლილ ფაქტორებზე შეიძლება იყოს

გამოიყენება გაზის ან თხევადი გარემოს დამახასიათებელი სხვადასხვა არაელექტრული სიდიდის გასაზომად: ტემპერატურა, სიჩქარე, კონცენტრაცია, სიმკვრივე (ვაკუუმი).

დ) იონიზაციის გადამყვანები;

იონიზაციის გადამყვანები არის ის გადამყვანები, რომლებშიც გაზომილი არაელექტრული სიდიდე ფუნქციურად დაკავშირებულია აირისებრი გარემოს ელექტრონულ და იონურ გამტარობის დენთან. ელექტრონებისა და იონების ნაკადი მიიღება იონიზაციის გადამყვანებში ან აირისებრი გარემოს იონიზაციით ამა თუ იმ მაიონებელი აგენტის გავლენის ქვეშ, ან თერმიონული გამოსხივებით, ან აირისებრი გარემოს მოლეკულების ელექტრონებით დაბომბვით და ა.შ.

ნებისმიერი იონიზაციის გადამყვანის სავალდებულო ელემენტებია წყარო და გამოსხივების მიმღები.

ე) რეოსტატიკური გადამყვანები;

რეოსტატის გადამყვანი არის რეოსტატი, რომლის ძრავა მოძრაობს გაზომილი არაელექტრული სიდიდის გავლენის ქვეშ. საიზოლაციო მასალისგან დამზადებულ ჩარჩოზე მავთული იჭრება ერთგვაროვან მოედანზე. ჩარჩოს ზედა საზღვარზე მავთულის იზოლაცია გაწმენდილია და ფუნჯი სრიალებს ლითონის გასწვრივ. დამატებითი ფუნჯი სრიალებს სრიალის რგოლის გასწვრივ. ორივე ჯაგრისი იზოლირებულია წამყვანი როლიკებით. რეოსტატიკური გადამყვანები მზადდება როგორც ჩარჩოზე მავთულის ჭრილობით, ასევე რეოკორდის ტიპის. მავთულის მასალად გამოიყენება ნიქრომი, მანგანინი, კონსტანტანი და ა.შ.. კრიტიკულ შემთხვევებში, როდესაც მოთხოვნები ცვეთის წინააღმდეგობის მიმართ არის ძალიან მაღალი ან როდესაც კონტაქტის წნევა ძალიან დაბალია, გამოიყენება პლატინის შენადნობები ირიდიუმთან, პალადიუმთან და ა.შ. . რიოსტატის მავთული უნდა იყოს დაფარული მინანქრით ან ოქსიდების ფენით, რათა იზოლირებული იყოს ერთმანეთისგან მიმდებარე მოხვევები. ძრავები დამზადებულია ორი ან სამი მავთულისგან (პლატინი ირიდიუმთან) კონტაქტური წნევით 0,003...0,005 N ან ფირფიტის ტიპის (ვერცხლი, ფოსფორის ბრინჯაო) 0,05...0,1 ნ ძალით. საკონტაქტო ზედაპირი ჭრილობის მავთული გაპრიალებულია; საკონტაქტო ზედაპირის სიგანე უდრის ორ-სამ მავთულის დიამეტრს. რეოსტატიკური გადამყვანის ჩარჩო დამზადებულია ტექსტოლიტის, პლასტმასის ან ალუმინისგან, რომელიც დაფარულია საიზოლაციო ლაქით ან ოქსიდის ფირით. ჩარჩოების ფორმები მრავალფეროვანია. რეოსტატიკური გადამყვანების რეაქტიულობა ძალიან მცირეა და ჩვეულებრივ შეიძლება უგულებელყოთ აუდიო დიაპაზონის სიხშირეებზე.

რევოსტატული გადამყვანები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვიბრაციის აჩქარებისა და ვიბრაციის გადაადგილების გასაზომად შეზღუდული სიხშირის დიაპაზონით.

ვ) დაძაბვის ლიანდაგი გადამყვანები;

დაძაბულობის ლიანდაგი გადამყვანი (ძაბვის ლიანდაგი) არის გამტარი, რომელიც ცვლის თავის წინააღმდეგობას დაჭიმვის ან კომპრესიული დეფორმაციის დროს. გამტარის I სიგრძე და კვეთის ფართობი S იცვლება მისი დეფორმაციით. ბროლის გისოსის ეს დეფორმაციები იწვევს p გამტარის წინაღობის ცვლილებას და, შესაბამისად, მთლიანი წინააღმდეგობის ცვლილებას.

გამოყენება: დეფორმაციებისა და მექანიკური სტრესების, აგრეთვე სხვა სტატიკური და დინამიური მექანიკური სიდიდეების გასაზომად, რომლებიც პროპორციულია დამხმარე ელასტიური ელემენტის (ზამბარის) დეფორმაციისთვის, როგორიცაა ბილიკი, აჩქარება, ძალა, ღუნვა ან ბრუნი, გაზის ან სითხის წნევა, და ა.შ. ამ გაზომილი სიდიდეებიდან შეიძლება განისაზღვროს მიღებული რაოდენობები, მაგალითად მასა (წონა), ავზების შევსების ხარისხი და ა.შ. ქაღალდზე დაფუძნებული მავთულის დაჭიმვის ლიანდაგები, ისევე როგორც კილიტა და ფილა, გამოიყენება ფარდობითი შტამების გასაზომად 0,005... 0,02-დან 1,5...2%-მდე. ფხვიერი მავთულის დაჭიმვის ლიანდაგების გამოყენება შესაძლებელია 6...10%-მდე შტამების გასაზომად. დაძაბულობის ლიანდაგები პრაქტიკულად ინერციისგან თავისუფალია და გამოიყენება სიხშირის დიაპაზონში 0... 100 kHz.

ზ) ინდუქციური გადამყვანები;

ინდუქციური საზომი გადამყვანები შექმნილია პოზიციის (გადაადგილების) ელექტრო სიგნალად გადაქცევისთვის. ეს არის ყველაზე კომპაქტური, ხმაურისადმი მდგრადი, საიმედო და ეკონომიური საზომი გადამყვანები მექანიკურ და ინსტრუმენტულ ინჟინერიაში ხაზოვანი ზომების გაზომვის ავტომატიზაციის პრობლემების გადასაჭრელად.

ინდუქციური გადამყვანი შედგება კორპუსისგან, რომელშიც მოძრავი გიდებზე მოთავსებულია spindle, რომლის წინა ბოლოში არის საზომი წვერი, ხოლო უკანა ბოლოში არის არმატურა. სახელმძღვანელო დაცულია გარე გავლენისგან რეზინის მანჟეტით. შპინდელთან დაკავშირებული არმატურა მდებარეობს სხეულში დამაგრებული კოჭის შიგნით. თავის მხრივ, ხვეული გრაგნილები ელექტრონულად არის დაკავშირებული კაბელთან, რომელიც ფიქსირდება კორპუსში და დაცულია ჩახვევებისგან კონუსური ზამბარით. კაბელის თავისუფალ ბოლოში არის კონექტორი, რომელიც გამოიყენება კონვერტორის მეორად მოწყობილობასთან დასაკავშირებლად. კორპუსი და შპინდელი დამზადებულია გამაგრებული უჟანგავი ფოლადისგან. არმატურის დამაკავშირებელი ადაპტერი ტიტანის შენადნობისგან შედგება. ზამბარა, რომელიც ქმნის საზომი ძალას, არის ორიენტირებული, რაც გამორიცხავს ხახუნს, როდესაც spindle მოძრაობს. გადამყვანის ეს დიზაინი უზრუნველყოფს შემთხვევითი შეცდომის და წაკითხვის ცვალებადობის შემცირებას 0,1 მიკრონზე ნაკლებამდე.

ინდუქციური გადამყვანები ფართოდ გამოიყენება ძირითადად წრფივი და კუთხოვანი გადაადგილების გასაზომად.

თ) მაგნიტოელასტიური გადამყვანები;

მაგნიტოელასტიური გადამყვანები არის ელექტრომაგნიტური გადამყვანების ტიპი. ისინი დაფუძნებულია ფერომაგნიტური სხეულების მაგნიტური გამტარიანობის μ ცვლილებების ფენომენზე, რაც დამოკიდებულია მათში წარმოქმნილ მექანიკურ სტრესებზე, რაც დაკავშირებულია ფერომაგნიტურ სხეულებზე მექანიკური ძალების P (დაჭიმვა, შეკუმშვა, ღუნვა, გრეხილი) ზემოქმედებასთან. ფერომაგნიტური ბირთვის მაგნიტური გამტარიანობის ცვლილება იწვევს ბირთვის RM-ის მაგნიტური წინააღმდეგობის ცვლილებას. RM-ის ცვლილება იწვევს ბირთვზე მდებარე კოჭის L-ის ინდუქციურობის ცვლილებას. ამრიგად, მაგნიტოელასტიურ გადამყვანში გვაქვს ტრანსფორმაციების შემდეგი ჯაჭვი:

Р -> σ -> μ -> Rm -> L.

მაგნიტოელასტიურ გადამყვანებს შეიძლება ჰქონდეთ ორი გრაგნილი (ტრანსფორმატორის ტიპი). მაგნიტური გამტარიანობის ცვლილების გამო ძალის ზემოქმედებით იცვლება გრაგნილებს შორის ურთიერთ ინდუქციურობა M და მეორადი გრაგნილის E ინდუცირებული ემფ. კონვერტაციის წრეს ამ შემთხვევაში აქვს ფორმა.

P -> σ -> μ -> Rm -> M -> E.

ფერომაგნიტური მასალების მაგნიტური თვისებების შეცვლის ეფექტს მექანიკური დეფორმაციების გავლენის ქვეშ მაგნიტოელასტიური ეფექტი ეწოდება.

მაგნიტოელასტიური გადამყვანები გამოიყენება:

მაღალი წნევის გასაზომად (10 ნ/მმ2-ზე მეტი, ან 100 კგ/სმ2-ზე მეტი), ვინაიდან ისინი უშუალოდ გრძნობენ წნევას და არ საჭიროებენ დამატებით გადამყვანებს;

ძალის გასაზომად. ამ შემთხვევაში, მოწყობილობის გაზომვის ზღვარი განისაზღვრება მაგნიტოელასტიური გადამცემის ფართობით. ეს გადამყვანები ძალის გავლენის ქვეშ ძალიან ოდნავ დეფორმირებულია. დიახ, როდის ლ= 50 მმ, △ ლ < 10 мкм они имеют высо­кую жесткость и собственную частоту до 20... 50 кГц. Допустимые напряжения в материале магнитоупругого преобразователя не дол­жны превышать 40 Н/мм2 .

ი) ელექტროლიტური წინააღმდეგობის გადამყვანები;

ელექტროლიტური გადამყვანები არის ელექტროქიმიური გადამყვანების ტიპი. ზოგადად, ელექტროქიმიური გადამყვანი არის ელექტროლიტური ელემენტი, რომელიც ივსება მასში მოთავსებული ელექტროდების ხსნარით, რომლებიც ემსახურება გადამყვანის საზომ წრესთან დაკავშირებას. როგორც ელექტრული წრედის ელემენტი, ელექტროლიტური უჯრედი შეიძლება ხასიათდებოდეს მის მიერ განვითარებული ემფ-ით, ძაბვის ვარდნით გამტარი დენისგან, წინააღმდეგობის, ტევადობისა და ინდუქციურობისგან. ამ ელექტრულ პარამეტრებსა და გაზომულ არაელექტრო რაოდენობას შორის ურთიერთობის იზოლირებით, აგრეთვე სხვა ფაქტორების ზემოქმედების ჩახშობით, შესაძლებელია შეიქმნას გადამყვანები თხევადი და აირისებრი მედიის შემადგენლობისა და კონცენტრაციის გასაზომად, წნევა, გადაადგილება, სიჩქარე. აჩქარება და სხვა რაოდენობები. უჯრედის ელექტრული პარამეტრები დამოკიდებულია ხსნარისა და ელექტროდების შემადგენლობაზე, უჯრედში ქიმიურ გარდაქმნებზე, ტემპერატურაზე, ხსნარის მოძრაობის სიჩქარეზე და ა.შ. ელექტროქიმიური გადამყვანების ელექტრულ პარამეტრებსა და არაელექტრო სიდიდეებს შორის კავშირი განისაზღვრება ელექტროქიმიის კანონები.

ელექტროლიტური გადამყვანების მუშაობის პრინციპი ემყარება ელექტროლიტური უჯრედის წინააღმდეგობის დამოკიდებულებას ელექტროლიტის შემადგენლობასა და კონცენტრაციაზე, აგრეთვე უჯრედის გეომეტრიულ ზომებზე. ელექტროლიტური გადამყვანის თხევადი სვეტის წინააღმდეგობა:

R = ρh/S = k/૪

სადაც ૪= 1/ρ - ელექტროლიტის სპეციფიკური გამტარობა; k არის გადამყვანის მუდმივი, დამოკიდებულია მისი გეომეტრიული ზომების თანაფარდობაზე, რომელიც ჩვეულებრივ განისაზღვრება ექსპერიმენტულად.