- •Тема 4.1 Загальні відомості та класифікація перетворювачів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.2 Механічні пружні перетворювачі механічних величин План
- •1. Використання механічних пружніх перетворювачів
- •2. Перетворювачі механічних зусиль
- •3. Перетворювачі параметрів руху
- •4. Механічні пружні перетворювачі з частотним виходом
- •Тема 4.3 Резистивні перетворювачі механічних величин
- •1. Реостатні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола реостатних перетворювачів
- •3. Конструкції реостатних давачів
- •Тема 4.4 Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола тензорезистивних перетворювачів
- •3. Класифікація тензорезисторів
- •4. Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.5 п'єзоелектричні перетворювачі План
- •1. Загальні особливості п'єзоелектричних перетворювачів
- •2. Вимірювальні кола п'єзоелектричних перетворювачів
- •П'єзоелектричні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.6 Ємнісні перетворювачі План
- •1. Принцип дії та використання
- •2. Вимірювальні кола ємнісних перетворювачів
- •Ємнісні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.7 Електромагнітні перетворювачі План
- •1. Індуктивні перетворювачі
- •2. Вимірювальні кола. Індуктивних перетворювачів
- •3. Взаємоіндуктивні перетворювачі
- •4. Вимірювальні кола взаємоіндуктивних перетворювачів
- •5. Магнітопружні перетворювачі
- •6. Індукційні перетворювачі
- •Тема 4.8 Теплові перетворювачі
- •1. Фізичні основи
- •2. Термоелектричні та терморезистивні перетворювальні елементи
- •4. Термоелектричні та терморезистивні перетворювачі температури
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.9 Електрохімічні перетворювачі План
- •1. Фізико-хімічні властивості
- •Електрохімічні резистивні перетворювачі
- •Гальванічні перетворювачі рН-метрів
- •Електрокінетичні перетворювачі
- •Тема 4.10 Гальваномагнітні перетворювачі План
- •1. Основні гальваномагнітні ефекти
- •2. Магніторезистивні перетворювачі
- •Тема 4.11 Перетворювачі оптичного випромінювання
- •1. Основні властивості оптичного випромінювання
- •2. Джерела оптичного випромінювання
- •3. Приймачі оптичного випромінювання
- •Тема 4.12 Стан та перспективи розвитку первинних перетворювачів План
- •1. Первинні перетворювачі з уніфікованим вихідним сигналом
- •2. Перспективи розвитку сенсорної техніки
- •Тема 5.1 Загальні відомості про засоби та методи вимірювань неелектрич-них величин План
- •1. Особливості електричних методів вимірювань неелектричних величин
- •2. Структура засобів вимірювання неелектричних величин
- •3. Контактні та безконтактні методи вимірювань неелектричних величин
- •4. Переваги і недоліки електричних вимірювань неелектричних величин
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.2 Вимірювання геометричних розмірів План
- •1. Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2. Вимірювання товщини шару покриття
- •3. Вимірювання рівнів
- •4. Вимірювання відстаней між об'єктами
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.3 Вимірювання механічних зусиль План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання механічних напружень
- •3. Вимірювання механічних сил та тиску
- •4. Вимірювання крутних моментів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.4 Вимірювання параметрів руху твердих тіл План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання параметрів лінійного руху
- •3. Вимірювання параметрів вібрацій
- •4. Вимірювання параметрів обертового руху
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.5 Вимірювання витрат рідин та газів План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання витрат за перепадом тиску
- •3. Витратоміри сталого перепаду тиску
- •4. Об'ємні методи вимірювання витрат
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.6 Вимірювання температури План
- •1. Загальні відомості про вимірювання температури
- •2. Термометрія за допомогою терморезистивних перетворювачів
- •3. Термометрія за допомогою термоелектричних перетворювачів
- •4. Термометрія за випромінюванням тіла
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.7 Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •3. Аналіз складу газів
- •4. Вимірювання вологості
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.8 Вимірювання параметрів радіації План
- •1. Загальні відомості
- •2. Детектори радіації та їх застосування
- •3. Приклади реалізації детекторів радіації
- •Контрольні запитання:
Контрольні запитання:
Що розуміють під параметрами руху твердого тіла?
В чому полягає суть вимірювання параметрів лінійного руху? Принципи роботи акселерометра.
Що розуміють під поняттям «вібрація»? методи та способи її вимірювання.
Назвіть основні методи вимірювання частоти обертання.
Тема 5.5 Вимірювання витрат рідин та газів План
Загальні відомості
Вимірювання витрат за перепадом тиску
Витратоміри сталого перепаду тиску
Об'ємні методи вимірювання витрат
1. Загальні відомості
Вимірювання параметрів рідких та газоподібних речовин широко застосовують у різних галузях народного господарства, зокрема, в нафтодобувній промисловості, в нафтопереробних та нафтогазотранспортних системах, харчовій промисловості.
Головними параметрами руху потоків рідин та газоподібних речовин є такі витрати, як кількість речовини, що протікає через переріз трубопроводу за одиницю часу, та загальна кількість перенесеної речовини (повні витрати).
Розрізняють такі види витрат: об'ємні витрати Qv=V/t (тут V -об'єм, t - час) та масові витрати QM=M/t, де М - маса речовини. Співвідношення між масовими та об'ємними витратами визначається залежністю Qm=ρQv, де ρ - густина речовини. Одиницями об'ємних витрат можуть бути м3/с, м3/год, л/с, а масовими - кг/с, кг/год тощо. Вимірювання витрат становлять понад 15 % від усіх промислових вимірювань. Похибки вимірювань витрат в промислових умовах становлять 1 ...2 %, хоча в окремих галузях спостерігається тенденція її зменшення до рівня 0,2...0, 5%.
Прилади для вимірювань називаються витратомірами, а для вимірювання кількості речовини - лічильниками кількості або коротко лічильниками.
Існує велике різноманіття методів вимірювань та конструктивних різновидів витратомірів і лічильників. Найпоширенішими є витратоміри змінного перепаду тисків з звуженими пристроями, сталого перепаду тиску з перетворенням витрат в силу або переміщення, тахометричні, теплові, індукційні витратоміри.
2. Вимірювання витрат за перепадом тиску
Метод вимірювання витрат за перепадом тиску оснований на використанні звужувального пристрою (діафрагма, сопло, труба Вентурі тощо), що створює перепад тиску на ділянці трубопроводу, де встановлений дросельний пристрій для звуження струменя рідини. Як вторинний прилад у даному випадку використовується диференціальний манометр, що вимірює перепад тиску.
На рис.1 показана ділянка трубопроводу з дросельним звужувальним пристроєм у вигляді діафрагми, а також характер розподілу тиску вздовж стінки трубопроводу (спільна лінія) та по осі трубопроводу (пунктирна лінія). Починаючи з перерізу А струмінь досліджуваної рідини звужується, а середня швидкість потоку зростає. На деякій ділянці після діафрагми внаслідок інерції струмінь продовжує звужуватися і досягає найбільшого звуження в перерізі В. Внаслідок збільшення швидкості тиск потоку падає і в перерізі В досягає найменшого значення Рв. Після перерізу В струмінь починає розширюватися, швидкість потоку зменшуватися, а тиск зростає до деякого значення Рс, що відрізняється від початкового Ра в перерізі А на величину ΔР.
Рис..1. До принципу дії витратоміра з завужуючою діафрагмою
Вимірювальна схема витратоміра даного типу наведена на рис. 2. За допомогою звужувальної діафрагми 1 вимірювані витрати перетворюються в перепад тиску ΔР=Р1-Р2, а у диференціальному манометрі 2 перепад тиску перетворюється в силу Fx, пропорційну різниці цих тисків, а отже, пропорційну квадрату вимірюваних витрат: Fx=kQ .
Сила Fx, що діє на важіль осердя 3 диференціально-трансформаторного перетворювача, повертає його на деякий кут, внаслідок чого порушується баланс ЕРС у верхній та нижній вторинних обмотках диференціально-трансформаторного перетворювача, в результаті чого з'являється різниця напруг ΔU. Після підсилення ця напруга подається в коло обмотки зворотного феродинамічного перетворювача, в якому створюється компенсувальна сила Fк, пропорційна квадрату електричного струму І, що протікає через обмотки зворотного перетворювача:
Fк=kІ
Рис..2. Принципові схеми витратомірів зрівноважувального перетворення
Якщо сили Fx і Fk рівні, значення вимірюваних витрат розраховується як
тобто покази міліамперметра в даному випадку будуть пропорційними вимірюваним витратам.
Дещо вищу точність мають витратоміри, в котрих різниця тисків ΔР, яка створюється звужувальним пристроєм, урівноважується тиском, що створюється компресором (рис. 2,б). Оскільки тиск, що розвивається компресором К, пропорційний квадрату частоти обертання його ротора, то ця частота, що вимірюється тахометром Т, пропорційна вимірюваним витратам, а загальна кількість обертів ротора, визначена лічильником Л, вказує на кількість речовини, що пройшла через трубопровід.
Вимірювання витрат за перепадом тиску є найпоширенішим методом вимірювання витрат рідких та газоподібних речовин в умовах високого тиску (до 100 Па) та високих температур - до декількох сотень градусів за Цельсієм. Недоліком цього методу є порівняно невисока точність. Похибка витратомірів змінного тиску становить 1 ...2 %.