Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Элементы измерительной цепи

К списку статей

Преобразование измеряемого сигнала в требуемый выходной сигнал в измерительной цепи может осуществляться одним или несколькими элементами — измерительными преобразователями.

Измерительный преобразователь, выходной сигнал которого предназначен для наблюдения, имеет специальное название — измерительный прибор. Измерительными приборами являются, например, вольтметр, электросчетчик, рычажные весы, ртутный термометр, автомобильный спидометр, фотоэкспонометр и т. п.

Так как сигнал, предназначенный для наблюдения, является выходным сигналом измерительной цепи, то измерительный прибор всегда бывает последним преобразователем этой цепи.

Простая измерительная цепь состоит из одного измерительного прибора.

Если для измерения каждого технологического параметра использовать простую измерительную цепь, состоящую из одного измерительного прибора, то потребуется очень много разновидностей подобных приборов. Чтобы избежать этого, применяют сложную измерительную цепь.

В сложной измерительной цепи, составленной из нескольких последовательно соединенных измерительных преобразователей, первый называется первичным преобразователем или датчиком. Входной сигнал первичного преобразователя является входным сигналом всей цепи, т. е. измеряемым сигналом.

Если сложная измерительная цепь включает помимо первичного преобразователя и измерительного прибора другие измерительные преобразователи, то их называют промежуточными. Все сигналы сложной измерительной цепи за исключением входного и выходного, также являются промежуточными. Схема сложной измерительной цепи, состоящей из первичного преобразователя ПП, промежуточного преобразователя ПрП и измерительного прибора ИП.

Первичный преобразователь находится в контакте с измеряемой средой и часто подвергается воздействию высоких температур и давлений, вибрации, влажности и т. п. Поэтому для измерения даже однотипных параметров выпускают различные первичные преобразователи, отличающиеся условиями эксплуатации. Иногда непосредственный контакт первичного преобразователя с измеряемой средой вообще недопустим (например, при измерении высоких температур или уровня в сосудах высокого давления). В таких случаях применяют неконтактные первичные преобразователи, не соприкасающиеся с измеряемой средой.

С помощью промежуточного сигнала удается отделить первичный преобразователь от измерительного прибора и разместить измерительный прибор на щите оператора, где обеспечены нормальные условия эксплуатации.

Вид промежуточного сигнала определяется, с одной стороны, принципом действия и конструкцией первичного преобразователя, а с другой — удобством передачи сигнала на расстояние и дальнейшего его преобразования. Часто эти требования оказываются противоречивыми: стремление получить простую и надежную конструкцию первичного преобразователя идет вразрез с требованием удобства дистанционной передачи промежуточного сигнала по каналу связи к измерительному прибору. Так, многие промышленные первичные преобразователи имеют неудобный для дистанционной передачи выходной сигнал в виде силы или перемещения.

Такие выходные сигналы могут быть измерены лишь при непосредственной механической связи измерительного прибора с первичным преобразователем. Для этого измерительный прибор должен быть расположен рядом с первичным преобразователем или даже объединен с ним в один блок. Если же измерительный прибор установлен на щите оператора и удален от такого первичного преобразователя, то применяют промежуточное преобразование выходного сигнала первичного преобразователя в сигнал, удобный для дистанционной передачи. Иногда в измерительной цепи может быть несколько промежуточных преобразователей, которые предназначены для усиления, размножения сигнала и т. п.

В сложной измерительной цепи входным сигналом измерительного прибора является уже не измеряемый, а промежуточный сигнал. В промышленности используют ограниченное число промежуточных сигналов, что позволяет суще-ственно уменьшить номенклатуру измерительных приборов — наиболее сложных и дорогих элементов измерительной цепи. Благодаря этому один и тот же измерительный прибор может применяться для измерения различных технологических параметров. В этом основное преимущество сложной измерительной цепи перед простой.

Выходные сигналы промежуточных преобразователей, как правило, бывают электрические или пневматические. Такие сигналы наиболее удобны для дистанционной передачи. Вид и пределы изменения промежуточных сигналов унифицированы Государственной системой приборов (ГСП).

Унификация промежуточных сигналов позволила вместо специализированных измерительных приборов для измерения конкретных технологических параметров использовать небольшую группу приборов для измерения промежуточных параметров: тока, напряжения, частоты и давления сжатого воздуха. В производственных условиях это дает возможность сократить потребность в запасных приборах и частях к ним, облегчает их ремонт.

При выборе унифицированного промежуточного сигнала руководствуются главным образом длиной канала связи. При длине канала связи до 300 м в качестве промежуточного сигнала можно применять любой унифицированный сигнал, при длине до 10 км — постоянный ток или частотный сигнал, при большей длине — кодированный дискретный сигнал.

Иногда при выборе вида сигнала для дистанционной передачи приходится учитывать такие факторы, как пожаро- и взрывоопасность производства, помехоустойчивость канала связи и др. В этих случаях следует иметь в виду, что пневматический сигнал является пожаро- и взрывобезопасным, а код — наибо-лее помехоустойчивым.

Если первичный преобразователь имеет электрический выходной сигнал, то для упрощения измерительной цепи его обычно не преобразуют в унифицированный. Для измерения таких неунифицированных электрических сигналов применяют специальные измерительные приборы. Наиболее часто используют такие неунифицированные сигналы, как электрическое сопротивление терморезистора и э.д.с. термопары, которые служат для измерения температуры.

Выходные сигналы применяют, когда результат измерения должен быть доступным для оператора. Если же измерительная цепь является элементом АСР и ее выходной сигнал поступает в регулятор, то измерительный прибор может отсутствовать.

Итак, в сложной измерительной цепи обычно применяют три способа связи первичного преобразователя с последним измерительным преобразователем (измерительным прибором, регулятором АСР, УВМ и т. п.):

  1. прямая механическая связь посредством неэлектрического сигнала — силы или перемещения;
  2. дистанционная связь посредством электрического неунифицированного сигнала (сопротивление терморезистора, э. д. с термопары и т. п.);
  3. дистанционная связь через промежуточный преобразователь посредством унифицированного сигнала ГСП.

Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+