2.2. Структурная схема измерительной цепи прямого преобразования.

Измерительные системы прямого преобразования делятся на две группы

-с генераторными преобразователями

-с параметрическими преобразователями.

Последняя группа в свою очередь включает три вида измерительных цепей

-цепи последовательного включения параметрических преобразователей

-цепи в виде делителей электрических и не электрических величин

-цепи в виде неравновесных мостов.

Структурные схемы этих цепей и описывающие их зависимости одинаковы.

Рис.19.

Простейшая схема измерительных систем с генераторным преобразованием.

Основным принципом наиболее эффективного построения измерительных систем является принцип согласования сопротивлений, обеспечивающий получение наибольшей мощности , поступающей в регистрирующий прибор.

Мощность преобразователя определяется его типом и является основным показателем его качества. Для различных типов параметрических и генераторных преобразователей эта мощность различается в широких пределах.

Реостатные и индуктивные преобразователи являются настолько мощными, что позволяют привести в действие измерительные механизмы без использования усилителей , пьезоэлектрические и тензорезисторные преобразователи практически всегда требуют применения усилителей.

Для работы с параметрическими преобразователями используются различные измерительные системы с питанием, как переменным, так и постоянным током. В этих системах принцип согласования сопротивлений, обеспечивающий наибольшую мощность, выполняется при равенстве сопротивления преобразователя утроенному значению сопротивления нагрузки (входного сопротивления последующего звена ).

Следует учитывать, что в сложных измерительных системах лишь первое звено может быть параметрическим, а все последующие-генераторными.

2.2.1. Последовательное включение параметрических преобразователей.

Минус этой системы большая погрешность от нелинейной зависимости выходной величины от входной. Зависимость тока от изменения сопротивления преобразователя R является участком гиперболы (закон Ома).

Рис. 20.

Исправление достигается

а) путем использования градуировочной таблицы для пересчета регистрируемых показателей Ук в значения измеряемой величины

б) путем нанесения нелинейной градуировки на шкалу указателя

в) работой на малом участке гиперболической характеристики путем введения добавочного сопротивления.

2.2.2. Цепи в виде делителей напряжений.

В этой схеме параметрический преобразователь может быть включен вместо R1 или R2 . При этом зависимость выходного напряжения от сопротивления преобразователя получается либо убывающей, либо возрастающей.

Если в качестве плеч R1 и R2 использовать две половинки одного преобразователя ,получим дифференциальный преобразователь, в котором приращения сопротивления плеч противоположны по знаку (рис. 22).

Рис.21.

Дифференциальными могут выполняться любые параметрические преобразователи –реостатные, индуктивные, емкостные, и т. д.

Рис. 22

Их особенностью при бесконечно большом сопротивлении нагрузки (указателя Ук) является полная линейность функции преобразования.

Конечная величина сопротивления нагрузки приводит к появлению нелинейности, зависящей от соотношения сопротивления нагрузки Rн и полного сопротивления преобразователя (R1+R2).

Недостатком цепей последовательного включения и цепей в виде делителя является то , что при нулевом положении преобразователя выходной ток не равен нулю. При измерении переменных величин этот недостаток устраняется введением в измерительную цепь разделительного конденсатора.

Данный недостаток устранен в измерительных цепях в виде неравновесных мостов( Рис.23).