Matavimo aparatų klasifikavimas

 Matavimo aparatų klasifikavimas Matavimo aparatu vadinamas matavimui skirtas techninių prie­monių kompleksas. Matavimo aparatai skirstomi į matus, matavimo prietaisus ir matavimo priemones. Matavimo priemonės yra pagal­biniai matavimo įrenginiai. Jais sudaromos tinkamos sąlygos ma­tuojamajam dydžiui išmatuoti matavimo prietaisu (termostatai, op­tinės sistemos, stabilizatoriai ir pan.). Matai — tai realūs matavimo vienetai. Prie jų priskiriami pasto­vus matai (pvz., svarsčiai), kintamo dydžio matai (pvz., kintamos talpos kondensatorius), pavyzdžiai, arba etalonai, ir kalibrai. Matavimu prietaisai — tai įtaisai tiesioginiu arba netiesioginiu metodu palyginantieji matuojamąjį dydį su matu. Jie susideda iš ma­tavimo bloko (jautriojo elemento), signalo keitimo bloko bei atskai­tymo įtaiso. Jeigu matavimo metu matuojamasis dydis lyginamas su matu (sveriamas svarsčiais), tai prietaisas vadinamas kpmparuojančiu. Jeigu matuojamasis dydis nustatomas iš matavimo prietaiso atskai­tymo sistemos parodymų, tai prietaisas vadinamas tiesioginio įver­tinimo prietaisu. Pagal matavimo rezultatų nustatymo būdą mata­vimo prietaisai skirstomi į rodančiuosius ir registruojančiuosius Matavimo prietaisai pagal paskirtį skirstomi į etaloninius ir dar­bo, o pastarieji — į laboratorinius ir techninius. Šiame skyriuje nagrinėjami laboratoriniai arba techniniai mata­vimo prietaisai, kurie klasifikuojami pagal matuojamąjį parametrą . Kūno padėties pokyčių matavimas Bendros žinios Mechaniškai apdirbant medžiagas, tenka nustatyti kūnu padėties pokyčius, matmenis, deformacijas, poslinkį, kelio ilgi. Matuojant Ki­tus technologinius parametrus (pvz., jėgą, temperatūra, pH ir 1.1.), matavimo keitiklių informacija taip pat dažniausiai išreiškiama lini­jiniu ar kampiniu atskaitymo sistemos padėties pokyčiu. Tarptautinėje vienetu sistemoje (SI) kūno linijiniu matmenų, li­nijinės padėties pokyčių matavimo vienetas — metrą? (m), kampiniu matmenų, kampinės padėties pokyčių matavimo vienetas — radia-nas (rad). Kūnų padėties pokyčių kontrolei naudojami ekktrokontaktiniai, varžiniai, pneumatiniai, ferodinaminiai, dažniniai, fotoelektriniai, transformatoriniai, seisminiai matuokliai. Elektrokontaktiniai padėties pokyčio matuokliai Elektrokontaktiniai kūno padėties pokyčio matuokliai yra diskre­tinio poveikio matavimo įtaisai, keičiantys matuojamąjį dydį elektri­niu signalu,— elektriniais kontaktais uždaroma arba atidaroma elektrinė grandinė. Matuoklis gali turėti vieną arba kelias poras kon­taktų ir matuoti vieną ar kelias padėtis. Pagal kontroliuojamų po­zicijų skaičių matuokliai skirstomi į paprastus vienpozicinius (1.1 pav., a), paprastus dvipozicinius (1.1 pav., b), paprastus daugiapo-zicinius, turinčius daug kontaktų porų, ir svirtinius vienpozicinius (1.1. pav., c), svirtinius dvipozicinius (1.1 pav., d) bei svirtinius daugiapozicinius. Paprastų matuoklių padėties pokyčio perdavimo koeficientas lygus vienetui, o svirtinių gali būti ir didesnis, ir ma­žesnis už vienetą, todėl, keičiant jų perdavimo koeficientą, t. y. svir­ties pečių 8 ir 9 ilgi, galima keisti (/.r. 1.1 pav., c ir d) matuoklio tikslumą. Elektrokontaktiniai matuokliai (1.1 pav., a d) sudaryti iš stry-po-liestuko l, judančio kreipiamosiomis 2. Liestukas prispaudžiamas prie kūno 3 paviršiaus tampriuoju elementu 4. Pakitus kūno 3 pa­viršiaus padėčiai, susiliečia elektriniai kontaktai 5 ir 6 ar 5 ir 6' ir sujungia lemputės 7 ar T maitinimo grandine. Užsidegusi lemputė informuoja, kad detalės paviršius pakilo (nusileido). Vietoj lempu­tės elektrinėje grandinėje gali būti įjungta relė, magnetinis palei­diklis ar kitas pozicinio reguliavimo aparatas. Elektrokontaktinių pokyčio matuoklių patikimumas ir tikslumas priklauso nuo keitiklių mechaninės dalies tikslumo, tampriojo ele­mento ir elektrinių kontaktų charakteristikų stabilumo ir patiki­mumo. 1.1 Elektromagnetiniai kūno padėtiespokyčio matuokliai Varžiniai padėties pokyčio matuokliai Varžiniai padėties pokyčio matuokliai skiriami nedidelių tiesinių ir kampinių kontroliuojamo kūno paviršiaus padėties pokyčių kont­rolei. Kontroliuojamasis padėties pokytis AL liestuku / (1.2 pav., a) perduodamas kalibruotos varžos rczistoriaus — reochordo 2 šliaužik­liui 3. Varžinis keitiklis jungiamas prie varžos matavimo prietaiso (ommetro, logometro ar tiltelio), kuris graduojamas ilgio vienetais. 1.2 paveiksle, a, atvaizduota tiltelio schema, kurioje Rl ir R2 — pastovios varžos rezistoriai, Rr — reochordas. Tiltelio diagonalėje įjungto milivoltmetro 4 parodymai um proporcingi padėties pokyčiui AL (1.2 pav., b). Priklausomybė tuo artimesnė tiesei, kuo didesnė milivoltmetro 4 vidinė varža Rm, lyginant su tiltelio pečių varžo­mis. ; čia k — perdavimo koeficientas. Kūno kampinė padėtis ir jos pokytis Acp kontroliuojamos tuo pa­čiu principu, tik tuomet reochordas 2 (1.2 pav., c) būna žiedo formos. Reochordo šliaužiklis 3, tvirtinamas prie ašelės /, sujungtas su kont­roliuojamuoju objektu. Ommetras 4 gali būti graduojamas kampinės padėties Acp vienetais. Varžinių poslinkio keitiklių tikslumas priklau­so nuo reochordo tikslumo, t. y. nuo reochordo vijų skaičiaus ir jų suvyniojimo tolydumo. Maksimalus matuojamasis poslinkis lygus reochordo ilgiui 2L. 1.2 pav. Varžinių kūno padėtiesmatuoklių schemos ir charakteristikos Induktyviniai padėties pokyčio matuokliai Induktyviniai padėties pokyčio matuokliai yra labai paplitę, jie uiri jautriuosius elementus, kuriais padėties pokytis keičiamas in­duktyvumo pokyčiu. Induktyvinė elektrinės grandinės varža matuo­jama logometrinėmis bei tiltelio schemomis arba apskaičiuojama, išmatavus elektrinės grandinės srovę, iš elektrinės grandinės rezo­nanso. 1.3 paveiksle pateiktos induktyvinių keitiklių schemos bei jų cha­rakteristikos. Judamoji magnetinės grandinės dalis 3, 1.3 paveikslo, n, schemoje vadinama inkarėliu, o 1.3 paveikslo, c, schemoje,— plun-žeriu. standžiai sujungta su kūnu, kurio padėties pokytį kontroliuo­jame. 1.3 pav. Induktyvinių padėties pokyčio matuoklių schemos ir charakteristikos: 1- apvija, 2-jungas, 3-judamoji magnetinės grandinės dalis, 4-kintamosios įtampos matavimo prietaisas. Fotoelektriniai padėties pokyčio matuokliai Fotoelektriniai padėties pokyčio matuokliai naudojami labai daž­nai. Jų veikimo principas pagrįstas šviesos srauto intensyvumo ma­tavimu šviesai jautriais elementais — iotoelementais, fotodiodais, fototriodais, fotorezistoriais ir kt. Principinė schema, paaiškinanti matuoklių veikimo principą, at­vaizduota 1.4 paveiksle, a. Lemputės / šviesos srautas per kon- 1.4 Fotoelektrinių padėties matuoklių schemos densatorių 2 ir diafragmą 3 nukreipiamas į iotoelcmentą 4. Plyšine diafragmą 3 pridengia kontroliuojamasis objektas 5. Vadinasi, švie­sos srautas, apšviečiantis fotoclerncnta 4, priklauso nuo objekto pa­dėties. Fotosrovė kontroliuojama prietaisu 6 (voltmetru), graduotu padėties vienetais. Duota matavimo schema nėra tiksli, nes matavimo rezultatai priklauso nuo šviesos šaltinio charakteristikų, maitinimo įtampos stabilumo, pašalinių šviesos srautų, fotoelcmento savybių. Tikslesnės yra diferencinės (1.4 pav., b) ir kompensacinės matavimo schemos. Šiuo metu praktikoje labai paplito diskretiniai fotoelcktriniai poslinkio matavimo įtaisai. Tai — matuokliai su impulsij formavi­mo diskais (1.4 pav., c), rastriniai matuokliai su difrakcinėmis gar­delėmis (1.4 pav., d) bei matuokliai su kodiniais keitikliais (1.4 pav., e). Matuoklio su impulsų formavimo diskais (1.4 pav., c) veikimas pagrįstas diskretiniu šviesos srauto sukuriamos fotoelemcnto sro­vės maksimumu skaičiavimu skaitikliu 6". Skaitikliu užfiksuotų im­pulsu skaičius lygus kirtusių šviesos srautą impulso formavimo disko 5 skaidrių angų 7 skaičiui. Taigi skaitiklio parodymai yra proporcingi impulsų formavimo disko kampiniam padėties poky­čiui Acp. Šiuo metu gaminami keitikliai formuoja iki 10800 impulsų per viena apsisukimą. Taigi jų paklaidos ne didesnės kaip 2 kampi­nės minutės. Rastrinių matuoklių difrakcinės gardelės sudarytos iš nuosek­liai pasikartojančių skaidrių ir neskaidrių ruožų. Viena gardelė su­jungta su kontroliuojamuoju objektu, kita — stacionari. Kai viena gardelė dengia kita, susidaro rastrinės juostos. Matuoklyje, kurio gardelių ruožai nevienodai pasvirę (1.4 pav.,d), atstumas tarp rastrinių juostų. Kintant kontroliuojamojo objekto padėčiai, kinta rastro juostų padėtis, kinta j fotoelementa p'atenkantis šviesos srautas. Vieno žingsnio ribose rastrinės juostos pasislenka atstumu G, o fotoele­menta 2 apšviečiančio srauto intensyvumas pakinta nuo maksima­laus iki minimalaus. Fotosrovės maksimumai skaičiuojami skaitik­liu 3, graduotu padėties pokyčio vienetais. Kadangi atstumas tarp rastrinių linijų G nemažas, tai jame galima statyti kelis fotoele-mentus ir matuoti padėties pokytį kelis kartus didesniu tikslumu už rastro žingsnį. Matuokliuose su kodiniais keitikliais (1.4 pav., e) šviesos srau­tas, eidamas keliais optiniais kanalais, dekoduoja informaciją, įra­šytą į specialias kodavimo juostas ar diską. Šviesos srautas iš šal­tinio l, praėjęs pro šviesos filtrą 2 ir pro kodavimo disko skaidrią­sias vietas, apribojamas diafragma 4 ir nukreipiamas j dckodavimo fotoelektrinj įtaisą 5. To įtaiso apšviestas fotoelementas formuoja signalą „l", neapšviestas — ,,0". 1.4 paveiksle, c, suformuotas dvejetainės skaičiavimo sistemos signalas 1-101101 rodo, kad keitiklio diskas 3 vra pasisukęs nuo pradinės padėties l •2-1+0-2~2+ l -2" + 91 , . , 91 • 360 + l •2-4 + 0-2~5+l-2~6+l*2-7 = 128 apsisukimo, t. y. —— = = 255° 56'15". - 128 „. Tokiais matuokliais galima matuoti linijinius padėties pokyčius iki 2 metrų ±0,3—±0,5 um tikslumu ir kampinius — sekundės dalies tikslumu. Pneumatiniai padėties pokyčio matuokliai Pneumatiniais padėties pokyčio matuokliais kontroliuojami tie­siniai padėties pokyčiai. Matuokliai tikslūs, jais galima atlikti dis­tancinius.mat avimus. Prietaisu veikimas pagrįstas vienareikšme priklausomybe tarp ištekėjime kanalo skerspjūvio ploto F ir pastovaus slėgio oro debi- 1.5 pneumatinių padėties matuoklių principinės schemos ie charakteristikios to Q. Paplitę dviejų tipų matuokliai: a) droseliniai (1.5 pav., a) ir ežekciniai (1.5 pav., c). Droselinio tipo keitiklis, keičiantis padėties pokytį suspausto oro slėgiu (1.5 pav., a), sudarytas iš pneumokanalo /, kuriame įreng­ti du droseliavimo įtaisai — įėjimo tūta 2 ir žiedinis plyšys, susida­rantis tarp matavimo tūtos 3 ir kontroliuojamojo objekto 4 pavir­šiaus. Ertmė tarp tūtų 5 vadinama matavimo kamera. Ji sujungta su slėgio matavimo prietaisu 6. Radioaktyviajai padėties pokyčio matuokliai Radioaktyviniais padėties pokyčio matuokliais galima išmatuoti objekto padėtį, jo poslinkį, žinomos medžiagos kūno stori. Matuoklis (1.6 pav.) sudarytas iš radioaktyviam spinduliu šaltinio 1 ir imtuvo 2. Praeinančių pro kontroliuojamu kūnu stumdomą kaištį 3 radioak-lyvinių spindulių intensyvumas mažėja. Imtuvo 2 signalas keičiamas tarpiniame keitiklyje 4 ir paduodamas į atskaitymo įtaisą 5, graduota padėties pokyčio vienetais. Į im­tuvą patenkantis srautas (D ir srautą sugeriančios medžiagos storis 6 susiję šitaip: Ω = Ω0exp(-kd); čia

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!