Измерение электрических параметров

Question 1

Классификация электрических параметров:

Answer 1

1) по роду измерительной величины (амперметр, вольтметр, ваттметры, омметры, мультиметры, магазины сопротивлений)
2) по принципу действия измерительного механизма (электромеханические, электронные, термоэлектрические, электрохимические)
3) по способу применения (щитовые, переносные, стационарные)
4) по методу измерения (приборы непосредственной оценки и приборы сравнения)
5) по назначению (измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи)

Question 2

Шунт (способ расширения пределов измерения) - …

Answer 2

для расширения измерения силы тока в сторону увеличения максимального и значения измеряемой величины, т.е. для уменьшения чувствительности на постоянном и переменном токе.

Question 3

Делители напряжение и добавочные резисторы (расширение пределов) - …

Answer 3

…для расширения пределов напряжение в сторону увеличения максимального значения измеряемой величины, то есть для уменьшения чувствительности, применяются на постоянном и переменной напряжении.

Question 4

Усилители тока и напряжения - …

Answer 4

…для расширения пределов измерения тока или напряжения в сторону уменьшения максимального значения измеряемой величины, то есть для увеличения чувствительности, применяются на постоянном и переменной токе и напряжении.

Question 5

Измерительные трансформаторы тока и напряжения - …

Answer 5

…могут применяться для расширения пределов измерения тока или напряжения в обе стороны, но чаще всего применяются для расширения пределов измерения 4В в сторону увеличения максимального значения измеряемой величины, то есть для уменьшения чувствительности.

Question 6

Классификация датчиков по принципу выработки информации:

Answer 6

• параметрические (резистивные, емкостные, индуктивные, датчики Холла)
• генераторные (термоэлектрические, индукционные, пьезоэлектрические)
• радиационные

Question 7

Классификация датчиков по характеру результата измерения:

Answer 7

Аналоговые - сигнал характеризует измеренныный параметр в каждый момент времени
Дискретные - сигналы, характеризующие измеренные параметр только в определенный момент времени, а в промежутке между ними сигнал либо равен нулю, либо постоянная величина функционально не связана с измеряемым параметром.

Question 8

Резистивные измерительные преобразователи основаны на…

Answer 8

…изменении сопротивления вызванного изменением удельного сопротивления, длины или площади сечения проводника.

Question 9

Виды резистивных измерительных преобразователей:

Answer 9

• реостатный (потенциометрический)
• тензометрические
• терморезистивные
• фотоэлектрические
• электроконтактные

Question 10

Принцип работы реостатного ИП:

Answer 10

входная величина реостатных ИП - перемещение движка реостата, механически связанного с измеряемой неэлектрической величиной, а выходной величина - активное сопротивление.

Question 11

Тензодачтик - это…

Answer 11

измерительный преобразователь деформации твердого тела, вызываемой
механическими напряжениями в электрический сигнал, предназначенный для
последующей обработки.

Question 12

Какой принцип лежит в основе металлических тензорезисторов?

Answer 12

В основе принципа работы металлических тензорезисторов лежит явление
тензоэффекта, заключающееся в изменении электрического сопротивления
проводящего материала при его механической деформации.

Question 13

Тензочувствительность - это…

Answer 13

G — отношение изменения сопротивления к произведению начального
сопротивления на деформацию.

Question 14

Схемы включения резистивных измерительных преобразователей:

Answer 14

1 - последовательное включение
2 - делитель
3 - мостовая

Question 15

Схемы мостов:

Answer 15

• с ручным уравновешиванием
• автоматическим уравновешиванием

Question 16

Принцип действия индуктивных ИП:

Answer 16

основан на зависимости индуктивности или взаимоиндукции обмоток на магнитопроводе от положения, геометрических размеров, и магнитного состояния элементов их магнитной цепи.

Question 17

Группы индуктивных ИП:

Answer 17

• с изменяющейся индуктивностью
• с изменяющимся активным сопротивлением

Question 18

Виды индуктивных ИП с подвижным…

Answer 18

• магнитопроводом
• подвижным сердечником

Question 19

Электростатические (емкостные) преобразователи представляют собой…

Answer 19

…плоский (или другой формы) конденсатор, емкость которого зависит от площади электродов, их взаимного расположения, расстояния между ними, а также размеров диэлектрика и его диэлектрической проницаемости.

Question 20

Типы емкостных преобразователей и их статические характеристики:

Answer 20

• плоский конденсатор с пермещением обкладки на дельту д
• дифференциальный плоский конденсатор с пермещением обкладки на дельту д
• цилиндрический конденсатор I продольным перемещением на дельту эл
• многопластинчатый конденсатор
• конденсатор с поворотными обкладками (изменение площади в зависимости от угла поворота)

Question 21

Датчик Холла:

Answer 21

Эффект Холла возникает при помещении обтекаемого током твердого тела (пластины) толщиной s в магнитное поле носители зарядов, образующие при своем движении электрический ток, отклоняются полем в направлении, перпендикулярном направлениям тока и магнитного поля.
В результате смещения зарядов в теле оьразуется поперечно направленное электрическое поле и на боковых продольных возникает разность потенциалов - ЭДС Холла Uн.

Question 22

Генераторные ИП - это…

Answer 22

…преобразователи, вырабатывающие электрическу. энергию, величина которой функционально связано с измерительным процессом.

Question 23

Виды генераторных ИП:

Answer 23

• пьезоэлектрические
• термоэлектрические
• индукционные

Question 24

Принцип работы пьезоэлектрического преобразователя​

Answer 24

1. Дефектоскоп (электронный блок) подаёт на пьезопластину датчика электрический сигнал, под действием которого та деформируется. Происходит так называемый обратный пьезоэффект.
2. В результате этой деформации происходит смещение пьезоэлемента, колебания которого передаются в объект контроля. Частота этого колебательного процесса зависит от толщины пьезопластины. Чем она толще, тем меньше частота.

Question 24

Принцип работы пьезоэлектрического преобразователя​

Answer 24

1. Дефектоскоп (электронный блок) подаёт на пьезопластину датчика электрический сигнал, под действием которого та деформируется. Происходит так называемый обратный пьезоэффект. 2. В результате этой деформации происходит смещение пьезоэлемента, колебания которого передаются в объект контроля. Частота этого колебательного процесса зависит от толщины пьезопластины. Чем она толще, тем меньше частота.

Question 25

Пьезоэлемент является...

Answer 25

основным компонентом ПЭП, преобразующим электрическую энергию в упругую, а ультразвуковой (УЗ) сигнал в электрический. Он представляет собой пьезокерамическую пластинку, изготовленную из порошковых сегнетоэлектрических материалов – титаната бария (BaTiO3), цирконата титаната свинца (Pb(ZrxTi1−x)O3), ниобата свинца (Pb(NbO3)2) и др. Толщина пластины выбирается равной половине длины волны УЗ-колебаний.

Question 26

Электроды в пьезоэлектрическом ИП:

Answer 26

Электроды служат для равномерного распределения электрического заряда по поверхности пьезоэлемента; они представляют собой слои серебра или никеля толщиной в тысячные доли миллиметра.

Question 27

На чем основан принцип работы термоэлектрического преобразователя?

Answer 27

На термоэлектрическом эффекте Зеебека, который состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает ЭДС (термоэдс), если места контактов поддерживают при разных температурах.

Question 28

Принцип действия электродинамического (индукционного) ИП:

Answer 28

Принцип действия индукционных преобразователей основан на явлении электромагнитной индукции, т.е. на возникновении электродвижущей силы (ЭДС) в электрической катушке при изменении магнитного поля. Таким образом, в них измеряется виброскорость, так как именно она вызывает изменение магнитного поля в датчике. Поэтому чувствительность таких датчиков характеризуется величиной напряжение/виброскорости, (В/м/с).

Question 29

Достоинства индукционных ИП:

Answer 29

К достоинствам индукционных преобразователей можно отнести простоту конструкции и надежность в эксплуатации.

Question 30

Основной недостаток индукционного ИП:

Answer 30

Основной их недостаток связан с принципом действия, практически ограничивающим нижний диапазон измеряемых частот пределом 8 – 10 Гц. Кроме того, индукционные преобразователи имеют значительно бóльшую массу, чем пьезоэлектрические, что снижает максимальное значение измеряемых частот до 500 – 1500 Гц.

Question 31

Индуктивные преобразователи, принцип:

Answer 31

Индуктивный преобразователь является параметрическим - перемещение одного из его элементов при вибрации вызывает изменение индуктивности системы и ее сопротивления переменному току.

Question 32

Сравнение индукционного и индуктивного ИП:

Answer 32

Индуктивные преобразователи имеют гораздо меньшую массу, чем индукционные, тем не менее, область их применения ограничена измерением низкочастотных вибраций.

Question 33

Достоинство индуктивных ИП:

Answer 33

Основным достоинством индуктивных преобразователей является их простота, возможность применения при повышенных температурах и высокая чувствительность.

Question 34

Основные виды индукционных датчиков:

Answer 34

- вращающиеся - линейные - импульсные

Question 35

Принцип оптического преобразователя:

Answer 35

В основе действия ЭОП лежит преобразование оптического или рентгеновского изображения в электронное, осуществляемое с помощью фотокатода, а затем — электронного изображения в световое (видимое), получаемое на катодолюминесцентном экране. Изображение объекта проецируется на фотокатод с помощью объектива ЭОП.

Question 36

Основные виды оптических преобразователей:

Answer 36

- фоторезистор - вакуумная фотоячейка - газонаполненная фотоячейка - фотодиод - фотоэлемент - фототранзистор - полевой фототранзистор - фотоэлектронный умножитель

Question 37

Контроль технологических параметров:

Answer 37

- давления и разряжения - температуры - расходы и количества - уровня жидкости и сыпучих тел - массы плотности - состава жидких и газообразных веществ