что такое измерительный преобразователь в метрологии
Измерительный преобразователь
Измери́тельный преобразова́тель — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.) или применяется вместе с каким-либо средством измерений.
Содержание
Классификация
Некоторые примеры
Литература
Нормативно-техническая документация
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Измерительный преобразователь» в других словарях:
измерительный преобразователь — ИП Техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или… … Справочник технического переводчика
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Современная энциклопедия
Измерительный преобразователь — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — (датчик) средство измерения, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т. д.) в сигнал (обычно электрический) для передачи, обработки или регистрации … Большой Энциклопедический словарь
измерительный преобразователь — 2.5.4 измерительный преобразователь : Средство измерений (или его часть), служащее для получения информации об измеряемом количественном или качественном свойстве и преобразования ее в форму, удобную для обработки, хранения, дальнейших… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — датчик элемент измерительный, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, скорость и т. п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, регистрации, и воздействия на… … Металлургический словарь
измерительный преобразователь — (датчик), средство измерения, преобразующее измеряемую (контролируемую) физическую величину (перемещение, давление, уровень жидкости в сосуде, температуру, электрическое напряжение, силу тока, частоту, силу света и т. д.) в сигнал (обычно… … Энциклопедия техники
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, keičiantis vienos rūšies signalo energiją kita rūšimi. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m; Messwandler, m rus. измерительный преобразователь, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, reaguojantis į reiškinį ir kuriantis signalą, kuris yra vienos ar kelių šio reiškinio charakteristikų funkcija. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. transducer vok. Meßumformer, m; Meßwandler, m rus. измерительный преобразователь, m; первичный измерительный преобразователь, m pranc. transducteur, m … Fizikos terminų žodynas
Измерительный преобразователь
Измерительный преобразователь (ИП) — СИ, предназначенное для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи.
По расположению в измерительной цепи различают первичные и промежуточные измерительные преобразователи.
Первичный измерительный преобразователь, называемый также датчиком, — это тот измерительный преобразователь, на который непосредственно действует измеряемая величина.
Остальные измерительные преобразователи называют промежуточными. Они расположены после первичного измерительного преобразователя и могут выполнять различные операции преобразования измерительного сигнала.
Как правило, к ним относятся:
• изменение физического рода величины;
• масштабное (линейное или нелинейное) преобразование;
• функциональное преобразование (любые математические операции над значениями величины).
Следует иметь в виду, что указанная классификация достаточно условна. Во-первых, в одном СИ может быть несколько первичных измерительных преобразователей (например, термопара в цепи термоэлектрического термометра). Во-вторых, специфика аналитических измерений также приводит к нарушению указанного принципа классификации.
Аналитические измерения представляют собой преобразование измеряемой величины, являющейся информативным параметром анализируемой среды (информативный параметр — параметр, несущий информацию о измеряемой величине), и сравнением ее с мерой. Обычно они проводятся с помощью совокупности измерительных преобразователей, включающей следующие виды измерительных преобразователей:
Получив с помощью совокупности измерительных преобразователей выходные сигналы от анализируемого объекта, по калибровочной зависимости производят сравнение измеряемой величины с мерой и вырабатывают оценочные значения С* измеряемой величины С.
Эта совокупность измерительных преобразователей не укладывается в приведенную классификацию, т. к. измеряемая величина непосредственно воздействует не только на первый измерительный преобразователь измерительной цепи, но и на их совокупность, включающую ИП1, ИП2 и первый преобразователь группы ИП3. При этом только второй преобразователь группы ИП3 является промежуточным. Отсюда следует, что в аналитических приборах роль первичного измерительного преобразователя выполняет совокупность измерительных преобразователей, осуществляющая последовательное, в несколько этапов, преобразование измеряемой величины в измерительный сигнал.
Измерительный преобразователь. Виды и устройство. Работа
Измерительный преобразователь – специальное устройство, которое преобразует величину неэлектрического характера в электросигнал, а также наоборот. К преобразователям также относятся приборы, переводящие измеряемый параметр в иную величину, который будет удобным для исследования, преобразования, в том числе сохранения и передачи. Эти приборы необходимы во многих сферах, поэтому они получили значительное распространение. Так, к примеру, чтобы создать систему дистанционного контроля траты тепла или воды в ЖКХ требуются преобразователи импульсов в ток или напряжение. Счетчики создают импульсы, которые впоследствии преобразуются в электрическую величину.
Измерительный преобразователь можно поделить на целый перечень устройств:
Также преобразователи можно классифицировать по целому ряду признаков:
Устройство
Имеется достаточно обширное разнообразие измерительных устройств. Однако вне зависимости от их видового разнообразия у всех у них имеется первичный измерительный преобразователь, который и проводит измерение величины. Как раз его, в конечном счете, и необходимо измерить, но величина на выходе должна быть уже в электрическом виде.
— масштабно-временное преобразование;
— цифро-аналоговое преобразование;
— масштабное преобразование;
— изменение величины;
— функциональное преобразование и так далее.
Однако следует учитывать, что в цепи могут находиться сразу несколько первичных преобразователей.
Типичным представителем преобразователя является тензорезистор. Это устройство имеет чувствительную часть, выполненную из специального тензочувствительного материала. Он крепится с помощью пайки на изделии. Для возможности преобразования от чувствительного элемента отходят выводные проводники, которые подключаются к электрической цепи. Ряд подобных устройств имеют дополнительно подложку, которая находится между изделием и чувствительной частью. Может быть установлена и защита, которая расположена поверх чувствительного элемента.
В результате типичный тензопреобразователь включает следующие элементы: чувствительный элемент, элемент связки, само изделие, подложку, узел пайки, защиту и выводные проводники.
Принцип действия
Понять принцип действия преобразователя можно на примере электронных весов. Именно в таких приборах работает измерительный преобразователь, который переводит величину силы тяжести, то есть вес какого-нибудь измеряемого изделия, в понятную для восприятия величину. Просто положив на весы небольшую запасную часть от машины, можно будет с точностью до граммов узнать его массу. В весах в качестве преобразователя работает тензометрический датчик.
Принцип действия весов объясняется измерением веса, который действует на тензодатчик. В процессе преобразования измеряется деформация, которая соответственно переводится в электрический сигнал. Последний поступает на монитор или иной элемент, с которого можно прочитать показания измеренной массы.
В основе функционирования тензодатчика используется тензоэффект, который кроется в смене сопротивления проводников во время деформации. То есть при изменении длины проводника изменяется и сопротивление.
Тензометрические преобразователи применяются не только в весах, но и во многих других устройствах.
При помощи них измеряются и исследуются:
В целом современные преобразователи получили большое распространение, ведь они удобны в управлении, имеют небольшой вес и габариты. Благодаря таким устройствам пользователь может дистанционно отслеживать все необходимые показатели.
Пьезоэлектрические преобразователи работают на базе обратного и прямого пьезоэлектрического эффектов. При механическом действии на диэлектрики наблюдается их электрическая поляризация. При обратном действии в диэлектриках появляются напряжения или меняются их размеры.
Электромеханические преобразователи работают под действием тока, вследствие чего они начинают перемещаться. Гальваномагнитные преобразователи работают по принципу воздействия на них магнитного поля. Индукционные преобразователи действуют благодаря электромагнитной индукции.
Электрохимические преобразователи действуют на принципах электродной системы и электролитической ячейки. Так при падении изменении напряжения или иного параметра в ячейке происходит изменение другой характеристики: индуктивность, емкость или сопротивлением. Базируясь на этих принципах, появляется возможность измерения температуры, давления и многих других требуемых величин.
Оптоэлектронные преобразователи работают на принципе преобразования ультрафиолетовых и тепловых излучений. Преобразование данных в подобных устройствах может происходить различными способами: за счет изменения мощности излучения, модуляции оптического канала и так далее.
Применение
Измерительный преобразователь находит широчайшее применение. Такие устройства применяют на многих производствах, лабораториях и даже в быту. Это могут быть сложные приборы, которые собирают многочисленную информацию с датчиков или же простые устройства в виде домашних кухонных весов.
Можно назвать следующие области:
На любом производстве, где требуется наблюдение или регулирование технологического процесса, не обойтись без преобразователя. Такие преобразователи часто используются в специальных измерительных приборах, которые применяются для обработки сигналов:
Как выбрать измерительный преобразователь
Измерительный преобразователь рекомендуется подбирать по следующим принципам:
Благодаря ним были налажены многие производства и области промышленности. В результате появились новые производства, которые были заточены на производство именно этих аналоговых преобразователей. Поэтому они и сегодня выпускаются, ведь они дешевы и весьма распространены.
Тем не менее, на смену им приходят цифровые устройства, они на порядок дороже по стоимости, но считаются более перспективными устройствами:
— они обеспечивают высокую степень передачи информации, точность и быстродействие;
— у них высокая электробезопасность;
— простота реализации;
— их можно интегрировать в различные современные системы телемеханики.
Некоторые современные преобразователи могут иметь одновременно и цифровые и аналоговые выходы.
Поэтому при выборе необходимо определиться, какие задачи, в конечном счете, будет решать измерительный преобразователь.
Измерительный преобразователь
Средство измерений, преобразующее измеряемую физическую величину в сигнал для последующей передачи, обработки или регистрации. В отличие от измерительного прибора, сигнал на выходе И. п. (выходная величина) не поддаётся непосредственному восприятию наблюдателя. Обязательное условие измерительного преобразования — сохранение в выходной величине И. п. информации о количественном значении измеряемой величины. Измерительное преобразование — единственный способ построения любых измерительных устройств. Отличие И. п. от других видов преобразователей — способность осуществлять преобразования с установленной точностью. Измерительное преобразование одного и того же вида (например, температуры в механическое перемещение) может осуществляться различными И. п. (ртутным термометром, биметаллическим элементом, термопарой с милливольтметром и т. п.). Концепция представления измерительных устройств как устройств, осуществляющих ряд последовательных преобразований от восприятия измеряемой величины до получения результата измерения, первоначально была выдвинута в СССР М. Л. Цукерманом и окончательно сформулирована применительно к измерению неэлектрических величин Ф. Е. Темниковым и Р. Р. Харченко в 1948. В 60-х гг. эта концепция стала общепризнанной во всех областях измерительной техники, приборостроения и метрологии.
Принцип действия И. п. может быть основан на использовании практически любых физических явлений. Господствующей тенденцией в 40—70-х гг. 20 в. стало преобразование любых измеряемых величин в электрический сигнал. По виду преобразуемых величин различают И. п. электрических величин в электрические, электрических — в неэлектрические, неэлектрических — в электрические, неэлектрических — в неэлектрические. Примерами первых могут служить делители напряжения и тока, измерительные трансформаторы (См. Измерительный трансформатор), измерительные усилители тока и напряжения; примерами вторых — механизмы электроизмерительных приборов, преобразующие изменение силы тока или напряжения в отклонение стрелки или светового луча, датчики ультразвуковых расходомеров и т. п.; примерами третьих — термопары (См. Термопара), Терморезисторы, тензорезисторы, фотоэлементы, реостатные, ёмкостные и индуктивные датчики перемещения; примерами четвёртых — пневматические И. п., рычаги, зубчатые передачи, мембраны (См. Мембрана), Сильфоны, оптические системы и т. п.
Конструктивное объединение нескольких И. п. является также И. п. Примерами такого объединения могут служить: датчик — совокупность И. п., вынесенных на объект измерения; так называемый промежуточный И. п. — совокупность И. п., преобразующих выходные сигналы датчиков в другие сигналы, более удобные для передачи, обработки или регистрации. По структуре составные И. п. подразделяют на И. п. прямого преобразования и уравновешивающего преобразования. Первые характеризуются тем, что все преобразования величин производятся только в одном (прямом от входной величины к выходной) направлении. В этом случае результирующая погрешность определяется суммой погрешностей (с учётом их корреляционных связей) всех составляющих И. п. Для вторых характерно применение обратного преобразования выходной величины в однородную с входной и уравновешивающую её величину. Результирующая погрешность при этом определяется лишь погрешностью обратного преобразования и степенью неуравновешенности. И. п. уравновешивания подразделяются на следящие преобразователи с обратной связью (См. Обратная связь), статическим или астатическим уравновешиванием и преобразователи с программным уравновешиванием. Следящие И. п. с обратной связью обеспечивают непрерывность преобразования во времени; их недостаток — опасность потери устойчивости, проявляющейся в возникновении автоколебаний при увеличении глубины обратной связи. И. п. с программным уравновешиванием свободны от этого недостатка, но их особенностью является прерывность выходной величины, т. е. появление выходной величины лишь в отдельные дискретные моменты времени.
В 60-х гг. наметилась тенденция преобразования измеряемых величин в частоту электрических импульсов с помощью так называемых частотных И. п. Такие И. п. разработаны почти для всех известных физических величин. Основные достоинства частотных И. п. — простота и высокая точность передачи их выходной величины (частоты) по каналам связи, а также относительная простота цифрового отсчёта результата измерения с помощью цифровых частотомеров. В цифровых измерительных устройствах широко применяются И. п. аналоговых величин в цифровой код и наоборот. В них используются принципы как частотных И. п. (интегрирующие аналого-цифровые), так и программного уравновешивания (время-импульсные и поразрядного кодирования аналого-цифровые преобразователи).
Лит.: Гитис Э. И., Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, М. — Л., 1961; Орнатский П. П., Автоматические измерительные приборы аналоговые и цифровые, К., 1965; Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, 4 изд., М. — Л., 1966; Нуберт Г. П., Измерительные преобразователи неэлектрических величин, пер. с англ., Л., 1970.
Измерительный преобразователь
Полезное
Смотреть что такое «Измерительный преобразователь» в других словарях:
измерительный преобразователь — ИП Техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или… … Справочник технического переводчика
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Современная энциклопедия
Измерительный преобразователь — ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, устройство, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т.д.) в сигнал (обычно электрический) для дальнейшей передачи, обработки или регистрации.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — (датчик) средство измерения, преобразующее измеряемую физическую величину (перемещение, давление, температуру, электрическое напряжение и т. д.) в сигнал (обычно электрический) для передачи, обработки или регистрации … Большой Энциклопедический словарь
измерительный преобразователь — 2.5.4 измерительный преобразователь : Средство измерений (или его часть), служащее для получения информации об измеряемом количественном или качественном свойстве и преобразования ее в форму, удобную для обработки, хранения, дальнейших… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Измерительный преобразователь — техническое средство с нормируемыми метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи,… … Википедия
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — датчик элемент измерительный, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, скорость и т. п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, регистрации, и воздействия на… … Металлургический словарь
измерительный преобразователь — (датчик), средство измерения, преобразующее измеряемую (контролируемую) физическую величину (перемещение, давление, уровень жидкости в сосуде, температуру, электрическое напряжение, силу тока, частоту, силу света и т. д.) в сигнал (обычно… … Энциклопедия техники
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, keičiantis vienos rūšies signalo energiją kita rūšimi. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m; Messwandler, m rus. измерительный преобразователь, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, reaguojantis į reiškinį ir kuriantis signalą, kuris yra vienos ar kelių šio reiškinio charakteristikų funkcija. atitikmenys: angl. transducer vok. Messumformer, m;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
измерительный преобразователь — keitlys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. transducer vok. Meßumformer, m; Meßwandler, m rus. измерительный преобразователь, m; первичный измерительный преобразователь, m pranc. transducteur, m … Fizikos terminų žodynas