Parametrik birincil dönüştürücü örnekleri. Dirençli ölçüm transdüserleri. Parametrik ölçüm transdüserleri

Aralarında bir elektrik alanın etki ettiği en az iki yüzey içeren cihazlara ne ad verilir? elektrostatik dönüştürücüler(ES). Elektrik alanı, uygulanan bir voltaj tarafından harici olarak üretilir veya dönüştürücünün girişine bir ölçüm sinyali uygulandığında ortaya çıkar.

1. Uygulanan voltaj tarafından elektrik alanının oluşturulduğu dönüştürücüler bir grup oluşturur. kapasitif dönüştürücüler. Bu dönüştürücülerdeki ana unsur, değişken kondansatör, giriş ölçüm sinyali tarafından değiştirilir.

elektrostatik dönüştürücü

Bir kapasitörün ana özelliği, kapasite, bir kapasitörün elektrik yükü biriktirme yeteneğini karakterize eder. Bir kondansatörün atamasında, nominal kapasitenin değeri görünürken, gerçek kapasite birçok faktöre bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. Bir kapasitörün gerçek kapasitesi, elektriksel özelliklerini belirler. Bu nedenle, kapasite tanımı gereği, plaka üzerindeki yük, plakalar arasındaki voltajla orantılıdır ( Q = KÜ). Tipik kapasitanslar, pikofaradlardan yüzlerce mikrofarad'a kadar değişir. Bununla birlikte, onlarca farad kapasiteye sahip kapasitörler (süper kapasitörler) vardır.

Kapasite düz bir alana sahip iki paralel metal plakadan oluşan bir kapasitör S her biri belli bir mesafede NS birbirinden, SI sisteminde aşağıdaki formülle ifade edilir:

,

plakalar arasındaki boşluğu dolduran ortamın bağıl geçirgenliği nerede (vakumda birliğe eşittir), sayısal olarak F / m'ye eşit elektrik sabitidir (bu formül yalnızca NS plakaların doğrusal boyutlarından çok daha az).

Bu parametrelerden herhangi birinin değiştirilmesi, kapasitörün kapasitansını değiştirir.

Kapasitif sensörün tasarımı basittir, kütlesi ve boyutları küçüktür. Hareketli elektrotları, hızla değişen miktarları ölçmeyi mümkün kılan yüksek bir doğal frekans ile oldukça sert olabilir. Kapasitif dönüştürücüler, belirli bir (doğrusal veya doğrusal olmayan) dönüştürme işleviyle gerçekleştirilebilir. Gerekli dönüştürme fonksiyonunu elde etmek için genellikle elektrotların şeklini değiştirmek yeterlidir. Ayırt edici bir özellik, elektrotların düşük çekim kuvvetidir.

Kapasitif dönüştürücülerin ana dezavantajı, düşük kapasitansları ve yüksek dirençleridir. İkincisini azaltmak için dönüştürücülere yüksek frekanslı voltaj verilir. Bununla birlikte, bu başka bir dezavantaja yol açar - ikincil dönüştürücülerin karmaşıklığı. Dezavantajı, ölçüm sonucunun kablo parametrelerindeki değişikliklere bağlı olmasıdır. Hatayı azaltmak için ölçüm devresi ve ikincil cihaz sensörün yanına yerleştirilmiştir.

Uygulama örneği: Kapasitif bir dokunmatik ekran, genellikle şeffaf dirençli bir malzeme tabakasıyla kaplanmış bir cam paneldir. Panelin köşelerine, iletken katmana düşük voltajlı alternatif voltaj sağlayan elektrotlar yerleştirilmiştir. İnsan vücudu elektrik akımını iletme özelliğine sahip olduğundan ve belirli bir kapasiteye sahip olduğundan ekrana dokunulduğunda sistemde bir sızıntı meydana gelmektedir. Bu sızıntının yeri yani temas noktası, panelin köşelerinde bulunan elektrotlardan gelen verilere dayanarak en basit kontrolör tarafından belirlenir.

2. dirençli ölçüm bilgilerinin taşıyıcısının elektrik direnci olduğu dönüştürücüler olarak adlandırılır. Dirençli dönüştürücüler iki büyük gruptan oluşur: elektrik ve mekanoelektrik. Elektrik dirençli dönüştürücüleri (şöntler, ek dirençler, dirençli bölücüler vb.) dönüştürme ilkesi, Ohm yasası ile belirlenen voltaj, akım ve elektrik direnci arasındaki ilişkiye ve bir iletkenin elektrik direncinin uzunluğuna bağımlılığına dayanır. , direnç.

Mekanoelektrik çalışma prensibi dirençli dönüştürücüler (örneğin, reostat), girişe dönüştürülen mekanik miktarın etkisi altında elektrik direncindeki değişime dayanır. Dirençli dönüştürücüler genellikle, prensibi mekanik deformasyon etkisi altında çeşitli malzemelerin elektrik direncindeki değişime dayanan gerinim ölçerleri içerir. Gerinim ölçerler, çeşitli fiziksel nicelikleri ölçebilir ve elektrik sinyallerine dönüştürebilir ve kuvvet, basınç, yer değiştirme, ivme veya tork sensörlerinde yaygın olarak kullanılır. Bu tür dönüştürücüler için malzeme olarak tel ve folyo algılama elemanları veya yarı iletkenler içeren iletkenler kullanılır. Son zamanlarda, gerinim ölçerlerin yapımında, mekanik hareketin basıncı altında (gerinim diyotları ve gerinim transistörleri) pn bağlantılarının özelliklerinin değiştirilmesinin etkileri kullanılmaya başlanmıştır.

3. elektromanyetik dönüştürücüler, elektromanyetik fenomenlerin kullanımına dayanan, teorinin genelliği, dönüştürme ilkesi ile birleştirilen bir dönüştürücüler grubunun çalışma prensibi ve amacı bakımından çok büyük ve çeşitlidir.

Bunlar büyük ölçekli elektromanyetik dönüştürücüler (ölçü transformatörleri, endüktif voltaj ve akım bölücüler), endüktif transformatör ve elektriksel olmayan miktarlarda ototransformatör dönüştürücüler ile endüktif ve endüktif dönüştürücülerdir.

4. Jeneratör dönüştürücüler (sensörler) kendi iç enerjisi pahasına bir ölçüm sinyali verir ve herhangi bir harici kaynağa ihtiyaç duymaz. Böyle bir sensörün tipik bir örneği, takojeneratör tipi bir dönüş hızı sensörüdür. Takojeneratör tarafından geliştirilen EMF, rotorunun dönüş hızı ile orantılı olabilir.

Jeneratör sensörleri şunları içerir:

Termoelektrik;

indüksiyon;

Piezoelektrik;

Fotovoltaik.

Ölçüm devreleri

Ölçme devreleri Ölçme devresi, cihazın gerekli dönüştürme işlevinin uygulanmasına yönelik yöntemleri ve teknik araçları gösteren işlevsel bir blok diyagramdır. Ölçüm devresi, girişten oynatma cihazına kadar cihazın tüm elemanlarını içerir (işaretçi, kaydedici vb.). Cihazın ölçüm devresi daha dar bir kavramdır, birincil dönüştürücü, oynatma cihazları vb. içermez. Ölçme devreleri, dönüştürücüler seri veya paralel bağlandığında doğrudan dönüştürme devrelerine ve dengeleme dönüştürme devrelerine ayrılabilir. , tüm veya ana dönüştürücüler paralel ve zıt olarak bağlandığında ( geri besleme devreleri).

Uygulamalı ölçüm devrelerinin ana türleri ???????

26. Elektrik devrelerinin elemanlarının parametrelerinin ölçülmesi. Köprü ölçüm devreleri. Dengeli köprü. dengesiz köprü

Elektrik devrelerinin elemanlarının parametrelerinin ölçümü ?????

Köprü ölçüm devreleri

1 ... Mevcut elektriksel ölçüm yöntemleri temel olarak iki sınıfa ayrılabilir: doğrudan değerlendirme ve karşılaştırma.

NS doğrudan değerlendirmeÖlçüm devresi yalnızca sensör çıkış sinyalini dönüştürme işlevlerini yerine getirir, örneğin onu güçlendirir veya sensör çıkış direncini cihazın giriş direnciyle eşleştirir. Bu yöntem basittir, ancak önemli hatalarla (özellikle sensörün besleme voltajını değiştirirken) karakterize edildiğinden nadiren kullanılır.

Karşılaştırma yöntemi daha yüksek doğruluk ve hassasiyet sağlar. Bu durumda köprü, diferansiyel ve kompanzasyon ölçüm devreleri kullanılır.

Köprü ölçüm devreleri DC ve AC kullanılır. Dengeli ve dengesiz köprü devreleri vardır. Dengeli köprüler manuel veya otomatik dengeleme gerektirirken dengesiz köprüler gerektirmez

Dengeli köprü dört direnç R 1 R 2, R 3, R t tarafından oluşturulan bir eşkenar dörtgenden oluşan bir devredir (Şekil 34, a). Bir devredeki dirençlere dallar veya köprü kolları denir. Ayrıca köprü devresine kendi direnci R E olan bir akım kaynağı ve R np dirençli bir ölçüm cihazı dahildir. Dörtgen ayrıca, biri bir miliammetre ve diğeri bir akım kaynağı içeren iki köşegen içerir. Köprü düzeltme için bir kol (R 3) değişken bir dirençtir.

Dengeli Köprü Yasası: karşıt omuzların dirençlerinin çarpımı eşit olmalıdır.

R 1 / R 2 = R 3 / R t. veya R 1 R t = R 2 R 3

Sensörün bilinmeyen direncini hesaplamak gerekirse, bunu bir direnç yerine köprü kollarından birine dahil edebilirsiniz. R4 ve formülü kullanın:

R t = R 2 R 3 / R 1

Besleme gerilimi aracılığıyla ölçüm cihazını içeren köprünün köşegenindeki akım:

Ben np = U (R 1 R t -R 2 R 3) / M

Herhangi bir devrenin ana özelliği hassasiyetidir. Ölçüm diyagonalindeki akım artışının oranı olarak tanımlanır. ∆ ben np buna neden olan köprü kollarından birinin direncindeki değişime:

S cx = ∆I np / ∆R

∆I np = U∆RR t / M

nerede ∆ ben np- ölçüm cihazını içeren köprünün diyagonalinde ortaya çıkan akım, A; U - besleme gerilimi, V; M - giriş voltajı, V.

dengesiz köprü R 1 R 2, R 3, R 5, R t dört direncinden oluşan bir eşkenar dörtgenden oluşan bir devredir (Şekil 34, b). Ayrıca köprü devresine kendi direnci R E olan bir akım kaynağı ve R np dirençli bir ölçüm cihazı dahildir. Köprü düzeltme için bir kol (R 5) değişken bir dirençtir.

Ampermetreler, dengesiz köprülerde ölçüm cihazı olarak kullanılır (akımlar küçük olduğundan genellikle mili ve mikro ampermetrelerdir). Dengesiz bir köprü, dengeli olanla aynı yasalara uyar.

Dengeli köprü

Dengeli köprü

Şematik diyagramı (Şekil 8a)'da gösterilen dengeli köprü, araç kalibrasyonu yapılırken ve laboratuvar koşullarında sıcaklık ölçümü yapılırken direnç değerini belirlemek için kullanılır.

Sıfır ölçüm yöntemi, ortam sıcaklığının, manyetik alanların ve pil B voltajındaki değişikliklerin ve bir ölçüm köprüsünün etkisini hariç tuttuğu için yüksek doğruluk ile karakterize edilir.

Şekil 8b, besleme köşegeninin (B) bir tepe noktasının doğrudan termometreye aktarıldığı TC'yi açmak için üç telli bir devreyi göstermektedir. Denge için yazabilirsiniz

,

(2)

Rl tellerinin direncinin, köprünün farklı kollarına dahil olduğu ortaya çıkıyor, bu nedenle, DRl değerlerindeki değişiklik pratik olarak karşılıklı olarak telafi ediliyor.

dengesiz köprü

dengesiz köprü

Dengesiz köprü, R3 değerini değiştirmek için manuel işlemlere olan ihtiyacı ortadan kaldırır. İçinde, boş bir G cihazı yerine, AC köprüsünün köşegenine bir miliammetre kurulur. Sabit bir besleme voltajı ve sabit dirençler R1, R2, R3 ile, değeri RT'deki değişime (doğrusal olmayan) bağlı olan bu cihazdan bir akım akar. Sıcaklık ölçümü için bu köprülerin kullanımı sınırlıdır. Esas olarak bir termometrenin direncini voltaja dönüştürmek için kullanılırlar. çocuk giyim bölümünde çarevich sonbahar botları satıyor.

27. Kompanzasyon ölçüm devresi. Potansiyometre. Ölçüm

e'yi ölçmek için temel kompanzasyon devresi. vb. ile. termokupllar Şekil 2'de gösterilmiştir. 1-1 a. [...]

Ve R /, kayar tel sargısının birim uzunluğu başına kayar telin direncinin değeridir.

Böylece, termokuplun serbest uçlarının sabit bir sıcaklığında kayar tekerlek kaydırıcısının doğrusal hareketi, ölçülen sıcaklıkla doğru orantılıdır ve bu nedenle, kayar tel direnci doğrudan ölçülen sıcaklığın dereceleri olarak ifade edilebilir. [...]

Ölçüm kompanzasyon devresinin güç kaynağı genellikle kuru bir hücreden gerçekleştirilir, örn. vb. ile. zamanla azalır ve sonuç olarak reokord devresindeki akım değişir. Kayar tel devresindeki akımdaki bir değişiklikten kaynaklanan bir hatayı hariç tutmak için akım değeri periyodik olarak izlenmelidir. [...]

Bir kompanzasyon ölçüm devresindeki akımın kontrolü genellikle normal bir eleman vasıtasıyla gerçekleştirilir. Böyle bir kontrolün mümkün olduğu bir diyagram Şekil 2'de gösterilmektedir. 1-16. [...]

Termokuplun serbest uçlarının sıcaklığı D e ile değiştiğinde. vb. ile. termokupl AE değerine göre değişecektir. Bu değişiklik e. vb. ile. Şekil 2'de gösterilen devreye göre yapılan cihazın okumalarında bir hata meydana getirecektir. 1-1a. [...]

Şekil 2'de gösterilen devrede. 1-16, yükselticilerin sıcaklık değişikliklerinin etkisinin telafisi sağlanır. Bunun için devre nikel veya bakır telden yapılmış bir Çukur direncine sahiptir. Dm direnci, doğrudan termokuplun serbest uçlarının bağlı olduğu kelepçelerin yakınında bulunur (böylece, Dm direnci ve termokuplun serbest uçları aynı sıcaklığa sahiptir). Termokuplun serbest uçlarının sıcaklığındaki bir artışla, serbest uçların sıcaklığındaki değişimle orantılı olarak Dm direnci artar. Seçtiğiniz direncin değeri, değişikliğinin dengeleme voltajında ​​e -D E değerinde bir değişikliğe yol açması ve böylece serbest uçların sıcaklığındaki bir değişiklikten kaynaklanan hatayı ortadan kaldırması için. [...]

Ele alınan şemada, Dn ve To dirençlerinin ölçüm limitini ayarlaması amaçlanmıştır, Eg direnci normal bir elemanın devresindeki akımı sınırlamak içindir. [...]

Potansiyometre

Potansiyometre- kural olarak, hareketli bir dağıtma kontağı (kaydırıcı) olan bir direnç olan ayarlanabilir bir voltaj bölücü. Elektronik endüstrisinin gelişmesiyle birlikte "klasik" potansiyometrelerin yanı sıra dijital potansiyometreler de ortaya çıktı. (örn. Analog Devices'dan AD5220). Bu tür potansiyometreler, kural olarak, hareketli parçaları olmayan ve belirli bir adımla kendi dirençlerini programlı olarak ayarlamanıza izin veren IC'lerdir.

Değişken direnç çeşitlerinin çoğu, hem potansiyometre hem de reostat olarak kullanılabilir, bağlantı şemalarındaki ve amaçtaki fark (potansiyometre - voltaj regülatörü, reostat - akım gücü).

Potansiyometreler, ekipman devrelerinin (kırpma direnci) dahili özelliklerini ayarlamak için parametrelerin (ses hacmi, güç, çıkış voltajı vb.) düzenleyicileri olarak kullanılır, hassas potansiyometreler temelinde birçok türde açısal veya doğrusal yer değiştirme sensörü oluşturulur.

Ölçüm

direnç kompanzasyonu yöntemi

Tazminat ölçüm yöntemi, bir yardımcı kaynaktan gelen bir akım tarafından bilinen bir direnç boyunca oluşturulan voltaj tarafından ölçülen voltajın veya emk'nin telafisine (dengelenmesine) dayanan bir ölçüm yöntemi. K.m. ve. sadece elektriksel büyüklükleri (emk, voltajlar, akımlar, direnç) ölçmek için kullanılmaz; ayrıca, genellikle önceden elektriksel niceliklere dönüştürülen diğer fiziksel nicelikleri (mekanik, ışık, sıcaklık, vb.) ölçmek için de yaygın olarak kullanılır.

K.m. ve. niceliklerin etkisinin karşılaştırma cihazı üzerindeki etkisinin sıfıra getirildiği (ölçüm cihazının sıfır okuması sağlanır) bir ölçü ile karşılaştırma yönteminin varyantlarından biridir. K.m. ve. yüksek doğruluk ile karakterizedir. Kompanzasyonun uygulanmasını kontrol eden sıfır cihazının (sıfır göstergesi) hassasiyetine ve ölçülen değeri telafi eden değerin belirlenmesinin doğruluğuna bağlıdır.

K.m. ve. DC devresindeki elektrik voltajı aşağıdaki gibidir. Ölçülen voltaj U x(santimetre. pilav. ) bilinen bir direnç boyunca oluşturulan voltaj düşüşü ile telafi edilir r yardımcı kaynaktan gelen akım eski(Çalışma akımı ben p). galvanometre G(sıfır cihaz), anahtarı hareket ettirerek karşılaştırılan voltajların devresine dahil edilir (P açık pilav. ) doğru konuma getirin. Gerilimler telafi edildiğinde, galvanometredeki ve dolayısıyla ölçülen gerilimin devresindeki akım U x mevcut olmayan. Bu, K. m ve'nin büyük bir avantajıdır. diğer yöntemlerden önce, kaynağın toplam emk'sini ölçmenize izin verdiği için U x ve , ayrıca, bu yöntemle yapılan ölçümlerin sonuçları, bağlantı tellerinin ve galvanometrenin direncinden etkilenmez. Çalışma akımı, bilinen bir emf ile normal E N elemanı boyunca ayarlanır ve bunu direnç boyunca bir voltaj düşüşü ile telafi eder. r(P anahtarı - sol konumda). Gerilim değeri U x formülle bul U x= TR· r / R, nerede r-direnç, telafi eden voltaj düşüşü Ux.

Kompanzasyon yöntemiyle ölçüldüğünde, mevcut güç ben x bu akım bilinen bir dirençte geçirilir R 0 ve üzerindeki voltaj düşüşünü ölçün l x R 0. Direnç R 0Şekil 1'de gösterilenin yerine dahil edin. voltaj kaynağı U x... Gücü ölçmek için sırasıyla voltaj ve akımı ölçmek gerekir. Direnci ölçmek için, bilinen bir dirence sahip bir yardımcı devreye seri bağlanır ve aralarındaki voltaj düşüşleri karşılaştırılır. K. m.'ye dayalı elektriksel ölçüm cihazlarına ve Potansiyometreler veya elektrik kompansatörleri denir. K.m. ve. daha düşük doğrulukla da olsa AC değerlerinin ölçülmesi için de geçerlidir. K.m. ve. Otomatik kontrol, düzenleme, yönetim amacıyla teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır.

28. Testler. Temel kurallar. Ön testler. Kabul testleri. Bölüm testleri. Devlet testleri. periyodik testler. Parametrik testler. Güvenilirlik testleri. Hızlandırılmış testler Araştırma denemeleri. İklim testleri. Elektrik testleri. Mekanik testler. Karşılaştırmalı testler. Testlerin organizasyonu

Test yapmak

Elektronik ekipmanın (IET) ana kontrol biçimi olarak testler, bir ürünün özelliklerinin, çalışması sırasında ve ayrıca nesne modellemesi sırasında maruz kalmasının bir sonucu olarak nicel ve nitel göstergelerin deneysel olarak belirlenmesidir. Testlerin amaçları, IEP'nin tasarım ve üretiminin farklı aşamalarında farklıdır. Testlerin ana hedefleri şunları içerir:

a) yeni ürünler yaratırken optimal tasarım ve teknolojik çözümlerin seçimi;

b) ürünlerin gerekli kalite düzeyine göre ince ayarı;

c) üretime girdiklerinde ve üretim sürecinde ürünlerin kalitesinin objektif bir değerlendirmesi;

d) Uluslararası mal mübadelesinde ürünlerin kalitesini garanti etmek.

Testler, aşağıdakileri belirlemenize izin verdiği için kaliteyi iyileştirmenin etkili bir yolu olarak hizmet eder:

a) IEP'nin tasarım ve üretim teknolojisindeki, çalışma koşulları altında belirtilen işlevlerin performansının bozulmasına yol açan eksiklikler;

b) seçilen tasarımdan veya benimsenen teknolojiden sapmalar;

c) mevcut teknik kontrol yöntemleriyle tespit edilemeyen malzeme veya yapısal elemanlardaki gizli kusurlar;

d) Ürünün geliştirilmiş yapısal ve teknolojik versiyonunun kalitesini ve güvenilirliğini artırmak için rezervler.

Ürünlerin üretimde test edilmesinin sonuçlarına dayanarak, geliştirici kalitedeki düşüşün nedenlerini belirler.

Bu makale, ana IEP testi türlerinin sınıflandırılmasını ve bunların uygulanma prosedürünü tartışmaktadır.

Temel kurallar

Test, bir tür kontroldür. Test sistemi aşağıdaki ana unsurları içerir:

a) test nesnesi - test edilen bir ürün. Test nesnesinin ana özelliği, test sonuçlarına dayanarak, bu belirli nesne hakkında bir karar verilmesidir: uygunluğu veya reddi, sonraki testler için sunulma olasılığı, seri üretim olasılığı vb. Test sırasında bir nesnenin özelliklerinin özellikleri, ölçümler, analizler veya teşhisler ile belirlenebilir;

b) test koşulları, test sırasında bir nesnenin etkileyen faktörlerin ve (veya) çalışma modlarının bir kombinasyonudur. Test koşulları gerçek veya simüle edilebilir, nesnenin işleyişi ve çalışmaması sırasında, darbelerin varlığında veya uygulanmasından sonra özelliklerinin belirlenmesini sağlar;

c) test araçları, test için gerekli teknik cihazlardır. Buna ölçüm aletleri, test ekipmanı ve yardımcı teknik cihazlar dahildir;

d) test uygulayıcıları, test sürecine dahil olan personeldir. Nitelikler, eğitim, iş deneyimi ve diğer kriterler için gereklilikler kendisine uygulanır;

e) testin organizasyonel, metodolojik ve normatif ve teknik temelini yöneten bir dizi standart olan test için normatif ve teknik belgeler (NTD); üretim için ürünlerin geliştirilmesi ve piyasaya sürülmesi için bir dizi standart; ürünler ve test yöntemleri için gereksinimleri düzenleyen normatif, teknik ve teknik belgeler; Test araçlarının gereksinimlerini ve kullanım prosedürlerini düzenleyen normatif ve teknik belgeler / 2 /.

Test koşulları ve IEP kontrollü parametrelerin listesi, ürün için standartlarda ve genel teknik koşullarda (TU) şart koşulmuştur.

Tüm testler, nesnenin özelliklerine göre belirlenen performans, amaç, tasarım aşamaları, üretim ve serbest bırakma, bitmiş ürün tipi, süre, performans seviyesi, etki türüne göre sınıflandırılır / 3 /.

ön testler

Kabul testleri

Kabul testleri ayrıca prototipler, pilot ürün grupları veya tekli kalemler için kontroldür. Bir prototipin kabul testleri, ürünlerin teknik şartnamelere, standartların ve teknik belgelerin gerekliliklerine uygunluğunu belirlemek, teknik seviyeyi değerlendirmek, ürünlerin üretime geçme olasılığını belirlemek için yapılır.

Test için gönderilen prototip (pilot parti) kesinleştirilmeli ve ön testlerin sonuçlarına göre teknik dokümantasyon düzeltilmelidir. Kabul testleri geliştirici tarafından organize edilir ve bir kabul (eyalet, departmanlar arası, departman) komisyonunun rehberliğinde üreticinin katılımıyla önceden geliştirilmiş bir programa göre gerçekleştirilir. Kabul testleri (kontroller) özel bir test kuruluşu (devlet test merkezleri) tarafından yapılabilir.

Kabul testi komisyonu üyeleri, kabul testi belgelerini imzalayarak, kural olarak, teknik koşullar, teknik seviye ve ürün kalitesi haritası üzerinde anlaşırlar, bir prototip (pilot parti) için bir kabul sertifikası hazırlarlar. Prototip (pilot parti) teknik atama, standartlar ve teknik dokümantasyon gereksinimlerini karşılıyorsa, kabul sertifikasındaki komisyon bu ürünü üretim için önerir. Kabul testleri sonucunda komisyon, referans şartlarında nicel değerlerle belirlenmeyen ürünlerin belirli özelliklerini iyileştirme olasılığını tespit ederse, kabul sertifikası, ürünlerin iyileştirilmesi için özel tavsiyelerin bir listesini verir, ihtiyacı belirtir. teknik belgelerin üreticiye aktarılmasından önce uygulanması için. Kabul belgesi, kabul testleri için komisyonu atayan kuruluşun yönetimi tarafından onaylanır.

Teknik seviyenin teknik şartnamelerin gerekliliklerinin altında olduğu ortaya çıkan ürünler için, kabul komitesi, ürünün tasarımını iyileştirmek, üretim ve teknik özelliklerini iyileştirmek için daha fazla çalışma yönünü belirler ve ayrıca tekrarlanan davranışını kabul eder. kabul testleri veya daha fazla çalışmanın sona ermesi.

Bitmiş ürünlerin testleri; kalifikasyon, kabul, periyodik, standart, muayene ve sertifikasyon testlerine ayrılır.

bölüm testleri

İlgili bakanlık veya departman temsilcilerinden oluşan bir komisyon tarafından gerçekleştirilen testler. GOST 16504-81

durum testleri

durum testleri

uçağın seri üretime alınması ve işletmeye alınmasına karar vermek için gerekli miktarda uçağın özelliklerinin ve göstergelerinin belirtilen gereksinim ve standartlara uygunluğunu belirlemek için yapılır. G. sürecinde ve. gerekli üretilebilirlik ve kaynak dikkate alınarak bileşen gruplarının ve ürünlerinin birleştirilme ve standardizasyon düzeyi değerlendirilir, yer bakım tesislerinin ve ekipmanın uçağın normal çalışması için yeterliliği belirlenir, uçuş gelişimi için malzemeler hazırlanır ve yer işletme kılavuzları. G. ve. müşteri temsilcileri tarafından sektör temsilcilerinin katılımıyla yürütülmektedir. Deneysel uçakların karmaşık testlerinde (güç, durak, dönüş vb. için), hava ve yer araçları kullanılır (uçan laboratuvarlar ve uçan modeller, uçuş simülasyon kompleksleri).
G. ve. ve fabrika testleri, devlet komisyonunun liderliğinde müşterinin ve yüklenicinin uzmanlarından oluşan bir test ekibi tarafından gerçekleştirilen ortak G. ve.'de birleştirilebilir. G.'nin programı ve. (ortak G. ve.), hava aracının ve bileşenlerinin kabule uygunluğu hakkında tavsiyelerde bulunmak için, hava aracının özelliklerinin ve göstergelerinin belirtilen gereksinimler ve standartlara uygunluğunu belirlemek ve değerlendirmek için gerekli her türlü testi sağlar. tedarik ve seriye giriş için. Bu testlerin sonuçlarına dayanarak, seri uçak tedariki için teknik koşullar oluşturulmuştur.

periyodik testler

ön testler- prototipler ve (veya) ürünlerin deneme grupları için kontrol. Kabul testleri için bir prototip sunma olasılığını belirlemek amacıyla gerçekleştirilirler. Testler bakanlığın, dairenin, işletmenin standart veya organizasyonel ve metodolojik belgesine uygun olarak gerçekleştirilir. İkincisinin yokluğunda, test ihtiyacı geliştirici tarafından belirlenir. Ön testler programı, ürünün çalışma koşullarına mümkün olduğunca yakındır. Testlerin organizasyonu, geliştirme testleriyle aynıdır.

Ön testler, onaylı test cihazları kullanılarak sertifikalı test birimleri tarafından gerçekleştirilir.

Test sonuçlarına göre bir eylem, bir rapor düzenlenir ve ürünün kabul testlerine sunulma olasılığı belirlenir.

Parametrik testler ????

Güvenilirlik testleri

Amaca bağlı olarak güvenilirlik için test yöntemleri, belirleyici (araştırma) ve kontrole ayrılır.

Güvenilirlik için kesin testlerin amacı, güvenilirlik göstergelerinin gerçek değerlerini ve gerekirse çalışma süresi, arızalar arasındaki çalışma süresi, kurtarma süresi vb. gibi rastgele değişkenlerin dağıtım yasalarının parametrelerini bulmaktır.

Kontrol testlerinin amacı, güvenilirlik göstergelerinin gerçek değerlerinin standartların, teknik şartnamelerin ve teknik şartnamelerin gerekliliklerine uygunluğunu doğrulamak, yani uygunluk veya uygunsuzluk hakkında “evet - hayır” kararı vermektir. sistem güvenilirliğinin gereksinimlerle birlikte değerlendirilmesi (daha spesifik olarak, değer güvenilirliği göstergesinin ne olduğunu belirtmeye gerek yok).

Güvenilirlik göstergelerini değerlendirmeye ek olarak, testlerin amaçları genellikle şunlardır: başarısızlık nedenleri ve kalıplarının incelenmesi; güvenilirliği etkileyen tasarım, teknolojik ve operasyonel faktörlerin belirlenmesi; en az güvenilir elemanların, düzeneklerin, blokların, teknik araçların tanımlanması; güvenilirliği artırmak için önlem ve tavsiyelerin geliştirilmesi; bakım süresi ve kapsamı, yedek parça sayısı vb.

Güvenilirlik testleri laboratuvar (tezgah) ve işletme koşullarında yapılabilmektedir. Laboratuvar koşullarında test etme genellikle donanıma ve bazı yerel sistemlere uygulanır. Bu testler üretim tesislerinde veya teknik araçlar geliştiren kuruluşlarda yapılır, hem belirleyici hem de kontrol testleri olabilir. Laboratuvar testlerinde başta çalışma koşulları olmak üzere dış ortamın sistem üzerindeki etkilerini simüle etmek mümkündür. Bunun için özel kurulumlar kullanılır: sıcaklığı değiştirmek için ısı odaları, basıncı değiştirmek için basınç odaları, titreşim oluşturmak için titreşim standları vb.

Güvenilirlik laboratuvar testleri, genellikle çalışma sırasında oluşan aynı etkiler (sıcaklık, nem, titreşim vb.) ve çalışma koşulları altında gerçekleştirilebilir. Bazen, güvenilirlik göstergelerini olabildiğince çabuk elde etmek için, operasyonel olanlara kıyasla daha şiddetli, zorlanmış koşullar ve çalışma modları oluşturulur. Bu tür testlere hızlandırılmış testler denir.

Zorlama sırasında, normal çalışma sırasında meydana gelen doğal yaşlanma ve aşınma süreci bozulmazsa, test ürününün çıkış parametresindeki değişikliklerin normal ve zorlamalı modlardaki dağılımları benzerse ve ayırma işlemi benzerse, testlerin hızlandırılması mümkündür. nedenlerinden kaynaklanan başarısızlıkların sayısı yakındır. Hızlandırıcı faktörler mekanik stres, sıcaklık, elektrik yükü vb. olabilir. Hızlandırılmış güvenilirlik testleri genellikle seri teknik araçlar ve kararlı bir teknoloji kullanılarak uzun süre üretilen elemanları için yapılır.

Çalışma koşulları altında güvenilirlik testleri, APCS'nin davranışı ve elemanları hakkında ve APCS'nin deneysel ve (veya) endüstriyel çalışması sırasında dış ortamın etkisi hakkında, çalışma teknolojik kontrol nesnesi ile birlikte bilgilerin toplanması ve işlenmesinden oluşur. Bu testler genellikle kesindir. Bir bütün olarak proses kontrol sistemi için, bir dizi fonksiyon ve bazı teknik araçlar için, örneğin, bağlantı parçaları ve birincil seçim cihazları ile darbe hatları, terminal geçişli bağlantı hatları, saha testleri, pratikte güvenilirliği deneysel olarak belirlemenin tek yoludur. göstergeler.

Hem operasyonel hem de laboratuvar güvenilirliği test yöntemleri birbirini tamamlar. Bu nedenle, laboratuvar testlerine kıyasla operasyonel testlerin avantajları şunlardır: örneğin, sıcaklık, titreşim, işletme ve bakım personelinin nitelikleri, vb. gibi çevresel etkilerin etkisinin doğal muhasebesi; düşük test maliyeti, çünkü bunların yürütülmesi, çalışma koşullarını simüle eden ekipman için, test edilen ürünlere servis yapmak veya kaynaklarının tüketimi için ek maliyet gerektirmez; Genellikle aynı tesiste bulunan, nispeten kısa sürede istatistiksel olarak güvenilir bilgi elde etmeyi mümkün kılan, aynı türde test edilmiş yerel sistem ve araçlardan çok sayıda örneğin varlığı.

Laboratuvar testlerine kıyasla güvenilirlik için operasyonel testlerin dezavantajları şunlardır: aktif bir deney yapmanın imkansızlığı, deneycinin talebi üzerine APCS'nin dış ortamının parametrelerini değiştirme (bunun sonucunda bu testlere genellikle gözlem denir) veya kontrollü çalışma); bilginin daha düşük güvenilirliği; daha az bilgi verimliliği, alınmasının başlangıcından bu yana, ancak tüm teknik araçların imalatından, APCS'nin kurulumundan ve ayarlanmasından sonra gerçekleşebilir.

Güvenilirlik göstergelerine ilişkin sonuçların çıkarılması gereken istatistiksel bir çalışma için ilk bilgiler, gözlemlerin sonuçlarıdır. Ancak bu sonuçlar, nasıl elde edildiklerine bağlı olarak aynı sistemler için farklı olabilir. Örneğin, araştırma için kurtarılabilir bir sistem koyabilir ve n. arıza oluşana kadar test edebilir, arızalar arasındaki çalışma süresini kaydedebilirsiniz. Bu durumda test sonuçları çalışma süresi t 1, ..., t n olacaktır. Aynı sistemlerin d'sini kurabilir, ancak n'ye kadar geri yüklemeden test edebilirsiniz.

Güvenilirlik testleri (özellikle laboratuvar testleri) yapmak önemli maliyetlerle ilişkili olduğundan, testlerin planlanması, numune boyutunun ve sonuçlarının belirtilen doğruluğuna ve güvenilirliğine dayalı testleri tamamlama kriterlerinin belirlenmesini içerir. Numune, testlerinin sonuçlarının bir dizi sistem veya araca genişletilebileceği şekilde oluşturulmuştur. Örneğin, üretim tesisindeki laboratuvar testlerinde, teknik kontrol departmanı tarafından kabul edilenler arasından test numuneleri seçilir ve alıştırma yapılır; numuneyi oluşturmak için rastgele sayılar tablosu kullanılır.

Güvenilirlik testleri, teknik belgelerde güvenilirlik göstergelerinin oluşturulduğu aynı çalışma koşulları için yapılmalıdır.

Testler sırasında bakım, periyodik çalışma kontrolleri, arızaları belirleyen parametrelerin ölçümü yapılır.

Güvenilirlik göstergelerini değerlendirmek için hesaplanmış ve deneysel yöntemlere ek olarak, hesaplanmış ve deneysel yöntemler de bulunduğunu unutmayın. Bu tür yöntemler, teknik, ekonomik ve organizasyonel nedenlerle, örneğin tam olarak test edilemeyen sistemler için deneysel yöntemlerin uygulanması imkansız veya pratik değilse kullanılır. Gerekli bilgi miktarını önemli ölçüde azaltmaya izin verdiğinde (örneğin, teknik araçların güvenilirliğine ilişkin deneysel verilere dayanan otomatik bir süreç kontrol sisteminin işlevlerinin güvenilirliğinin göstergelerini hesaplarken) hesaplamalı ve deneysel yöntemlerin kullanılması önerilir. bu işlevin uygulanmasına dahil).

Hızlandırılmış Denemeler

Dayanıklılık ve depolama için hızlandırılmış testler, terimin bağımlılığı deneysel olarak belirlenerek gerçekleştirilir. L dış ortamın ana etkileyen faktörlerinin değerleri üzerine: sıcaklık, bağıl nem, agresif ortamın konsantrasyonu.

Bu bağımlılığın gerekli güven düzeyiyle belirlenmesinin sonuçlarına dayanarak, aşağıdakiler oluşturulabilir:

Terim L ana etkileyen faktörlerin belirli değerlerinde (sabit veya değişken) ortalama veya gama yüzdesi (kaynak veya hizmet ömrü veya raf ömrü);

Ürünlerin belirli bir süre için çalışmasına izin verilen ana etkileyen faktörlerin değerleri L ;

- zamana bağımlılık çizelgeleri L bir malzemenin, kaplamanın, malzeme sisteminin, ürünün özellikleri hakkında sertifikalı normatif ve referans veriler olarak hizmet edebilecek ana etkileyen faktörlerden;

Ana etkileyen faktörlerin bir değeri ile hızlandırılmış kontrol testleri modu;

Reddetme kriter parametresinin değerlerindeki değişimin, ana etkileyen faktörlerin belirtilen değerlerinin süresine bağımlılığının tahmini (bu standartta belirlenen kısıtlamalar dikkate alınarak).

Sıvı ortamlar için, bu standarttaki bağıl nem gereksinimleri göz ardı edilir.

Araştırma denemeleri

Araştırma testleri genellikle belirleyici ve değerlendirici testler olarak gerçekleştirilir. Belirleyici testlerin amacı, belirli bir doğruluk ve güvenilirlikle bir veya daha fazla niceliğin değerlerini bulmaktır. Bazen, test sırasında, yalnızca nesnenin uygunluğu gerçeğini belirlemek gerekir, yani. ürünün belirtilen gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını belirlemek. Bu tür testlere değerlendirme testleri denir.

Bir nesnenin kalitesini kontrol etmek için yapılan testlere ne ad verilir? kontrol... Kontrol testlerinin amacı, imalat sırasında teknik şartlara uygunluğu kontrol etmektir. Testler sonucunda, elde edilen veriler teknik koşullarda oluşturulanlarla karşılaştırılır ve test edilen (kontrol edilen) nesnenin normatif ve teknik belgelere uygunluğu hakkında bir sonuca varılır. Kontrol testleri, en çok sayıda test grubunu oluşturur.

Test amaçları ve hedefleri ürün yaşam döngüsü boyunca değişir. Bu bakımdan testleri aşamalara göre ayırmak anlaşılabilir bir durumdur. Bu aşamalarda sonuçlandırma, ön ve kabul testleri yapılır.

iklim testleri

İklim testi genellikle yüksek (veya düşük) sıcaklık direnci, yüksek nem (nem direnci testi) veya düşük atmosferik basınç direnci testi anlamına gelir.

Test tabanımız, gerekli testleri devlet standartlarının gerekliliklerine veya müşterinin özelliklerine göre gerçekleştirmemizi sağlar.

İklim testleri yapmak için ekipman olarak uygun iklim odaları kullanılır (kural olarak, Alman Demokratik Cumhuriyeti - TBV ve ILKA tarafından üretilen odalar kullanılır).

Elektrik testleri

Tüm elektrik testleri birkaç gruba ayrılabilir: önleyici, periyodik, kabul ve sertifikasyon. Elektrikli ekipmanın yalıtımını test etme süreci birkaç aşamada gerçekleşir: aşırı voltaj kullanarak test etme, özel bir transformatör kullanarak test etme, bobin yalıtımı testi, farklı polariteye sahip düşük frekanslarla test etme, yüksek voltaj testi. Bu elektrik testlerinin her biri, GOST ve diğer Rus ve uluslararası standartlara sıkı sıkıya uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

mekanik testler

MEKANİK TESTLER

mekanik tanımı St. malzeme ve ürünlerde. Çalışma yükünün zamanındaki değişimin doğası gereği M. ve. statik (çekme, sıkıştırma, eğilme, burulma), dinamik veya darbe (darbe mukavemeti, sertlik) ve yorulma (tekrarlanan döngüsel yük uygulamasıyla). Departman bir grup yöntem, uzun süreli yüksek sıcaklık M. ve. (sürünme, uzun süreli güç, gevşeme için). M. ve. yüksek ve düşük sıcaklıkta, agresif ortamlarda, kesiklerin ve ilk çatlakların varlığında gerçekleştirilir; sabit olmayan modlar altında, ışınlama ve akustik altında. etkiler vb.

karşılaştırmalı testler

Kullanılan ölçüm cihazlarının çoğunun ana unsurları, amacı ölçülen bir fiziksel miktarı (giriş miktarı) daha sonraki işlemler için uygun, genellikle elektriksel olan bir ölçüm bilgisi sinyaline (çıkış miktarı) dönüştürmek olan birincil ölçüm dönüştürücüleridir.

Birincil dönüştürücüler parametrik ve üreteç olarak ikiye ayrılır. Parametrik dönüştürücülerde çıkış değeri, bir elektrik devresinin herhangi bir parametresindeki (direnç, endüktans, kapasitans vb.) değişiklik, jeneratör dönüştürücülerde çıkış değeri EMF, ölçülen değerin enerjisinden kaynaklanan elektrik akımı veya yüktür. .

Giriş büyüklüklerinin basınç, kuvvet veya tork olduğu geniş bir ölçüm dönüştürücü sınıfı vardır. Kural olarak, bu dönüştürücülerde, giriş miktarı elastik eleman üzerinde etki eder ve deformasyonuna neden olur, bu daha sonra gözlemciler tarafından algılanan bir sinyale (mekanik gösterge cihazları) veya bir elektrik sinyaline dönüştürülür.

Büyük ölçüde, bir dönüştürücünün atalet özellikleri, elastik bir elemanın doğal titreşimlerinin frekansı ile belirlenir: ne kadar yüksekse, dönüştürücünün ataleti o kadar az olur. Yapısal alaşımlar kullanılırken bu frekansların maksimum değeri 50 ... 100 kHz'dir. Kristal malzemeler (kuvars, safir, silikon), son derece hassas dönüştürücülerin elastik elemanlarının üretimi için kullanılır.

Dirençli dönüştürücüler, çıkış miktarı elektrik direncinde bir değişiklik olan ve çeşitli fiziksel nitelikteki miktarların - mekanik, termal, ışık, manyetik, vb. etkisinin neden olabileceği parametrik dönüştürücülerdir.

Potansiyometrik dönüştürücü, motoru ölçülen değerin (giriş değeri) etkisi altında karıştırılan bir reostattır. Çıkış miktarı dirençtir.

Potansiyometrik dönüştürücüler, elastik hassas bir elemanın deformasyonunu ölçmek için seviye göstergelerinde, sensörlerde (örneğin basınç) düzenleyici elemanların (doğrusal ve açısal) konumunu ölçmek için kullanılır. Potansiyometrik dönüştürücülerin avantajı, büyük bir çıkış sinyali, metrolojik özelliklerin kararlılığı, yüksek doğruluk, önemsiz sıcaklık hatasıdır. Ana dezavantaj, dar frekans aralığıdır (birkaç on hertz).

Gerinim ölçerlerin çalışması, mekanik deformasyonları (gerilme etkisi) sırasında iletkenlerin ve yarı iletkenlerin direncindeki bir değişikliğe dayanır. Bir tel (veya folyo) gerinim ölçer, 0,02 ... 0,05 mm çapında zikzak kavisli ince bir tel veya bir alt tabakaya yapıştırılmış 4 ... 12 mikron (kafes) kalınlığında folyodan yapılmış bir banttır. elektrik yalıtım malzemesinden yapılmıştır. Kafesin uçlarına kurşun bakır iletkenler bağlanır. Parçaya yapıştırılan dönüştürücüler, yüzey tabakasının deformasyonunu algılar.

Parçalardaki ve yapılardaki gerinimleri ve gerilimleri ölçerken, kural olarak, ölçüm kanallarını kalibre etme olasılığı yoktur ve ölçüm hatası %2 ... %10'dur. Birincil ölçüm transdüserlerinde gerinim ölçer kullanılması durumunda, kalibrasyon ile hata % 0,5 ... 1'e düşürülebilir. Bu tip gerinim ölçerin ana dezavantajı, küçük çıkış sinyalidir.

Ölçüm transdüserlerinin elastik duyarlı elemanlarının küçük deformasyonlarını ölçmek için, doğrudan silikon veya safirden yapılmış elastik bir eleman üzerinde büyütülen yarı iletken gerinim ölçerler kullanılır.

5 kHz'e kadar bir frekansa sahip dinamik deformasyonları ölçerken, tabanı 10 mm'den fazla olmayan tel veya folyo gerinim ölçerler kullanılmalı ve bunlar için maksimum deformasyon %0,1'i (yarı iletken için %0,02) geçmemelidir.

Piezoelektrik dönüştürücülerin etkisi, kristal deformasyonu sırasında (doğrudan piezoelektrik etki) elektrik yüklerinin oluşmasına dayanır.

Piezoelektrik dönüştürücüler, hızlı değişken miktarları ölçme yeteneği sağlar (dönüştürücülerin doğal frekansı 200 kHz'e ulaşır), oldukça güvenilirdir ve küçük toplam boyutlara ve ağırlığa sahiptir. Ana dezavantajı, yavaş değişen miktarların ölçülmesindeki zorluk ve kristal yüzeyinden elektrik sızıntıları nedeniyle statik kalibrasyon yapılmasıdır.

Bir elektrostatik dönüştürücü şematik olarak, dielektrik sabiti e olan bir ortamda d mesafesinde paralel olarak yerleştirilmiş bir F alanına sahip iki elektrot (plaka) şeklinde temsil edilebilir.

Genellikle bu dönüştürücüler, çıktı miktarları kapasitansta bir değişiklik olacak şekilde düzenlenir (bu durumda kapasitif olarak adlandırılırlar) ve girdi miktarları, boşluğu d veya F alanını değiştiren mekanik yer değiştirmeler veya bir değişiklik olabilir. sıcaklığındaki, kimyasal bileşimindeki vb. bir değişiklik nedeniyle ortamın dielektrik sabitinde.

Kapasitansa ek olarak, elektrostatik dönüştürücülerin çıkış değeri olarak EMF kullanılır. bir elektrik alanında elektrotların karşılıklı hareketi ile üretilir (jeneratör modu). Örneğin, kondenser mikrofonlar jeneratör modunda çalışır ve akustik titreşimlerin enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür.

Elektrostatik dönüştürücülerin avantajı, gürültü ve kendi kendine ısınma olmamasıdır. Ancak, parazite karşı koruma sağlamak için bağlantı hatları ve dönüştürücülerin kendilerinin dikkatli bir şekilde ekranlanması gerekir.

Endüktif dönüştürücüler için, çıkış miktarı endüktansta bir değişikliktir ve giriş miktarları, dönüştürücünün ayrı parçalarının yer değiştirmeleri olabilir, bu da manyetik devrenin direncinde bir değişikliğe, devreler arasında karşılıklı endüksiyona vb. yol açar.

Dönüştürücülerin avantajları şunlardır: özelliklerin doğrusallığı, çıkış sinyalinin dış etkilere, şoklara ve titreşimlere düşük bağımlılığı; yüksek hassasiyet. Dezavantajları - küçük bir çıkış sinyali ve artan frekansta besleme voltajına duyulan ihtiyaç.

Titreşim-frekans dönüştürücülerinin çalışma prensibi, gerilimi değiştiğinde bir ipin veya ince bir köprünün doğal titreşimlerinin frekansındaki bir değişikliğe dayanır.

Dönüştürücünün giriş miktarı mekanik kuvvettir (veya kuvvete dönüştürülen miktarlar - basınç, tork, vb.). bu, bölme ile ilişkili elastik bir eleman tarafından algılanır.

Zaman içinde sabit veya yavaş değişen miktarları ölçerken (frekans 100 ... 150 Hz'den fazla olmayan) titreşim-frekans dönüştürücülerinin kullanımı mümkündür. Yüksek doğruluk ve frekans sinyali - artan gürültü bağışıklığı ile ayırt edilirler.

Optoelektrik dönüştürücülerde, optik aralıktaki elektromanyetik dalgaların madde ile yayılma ve etkileşim yasaları kullanılır.

Dönüştürücülerin ana elemanı radyasyon alıcılarıdır. Bunların en basiti - termal dönüştürücüler - üzerlerine gelen tüm radyasyon enerjisini sıcaklığa (entegre dönüştürücü) dönüştürmek için tasarlanmıştır.

Fotoelektrik etki olgusunun kullanıldığı radyasyon alıcıları olarak çeşitli fotoelektrik dönüştürücüler de kullanılır. Fotovoltaik dönüştürücüler seçicidir, yani. nispeten dar bir dalga boyu aralığında oldukça hassastırlar. Örneğin, harici fotoelektrik etki (ışık etkisi altındaki elektronların emisyonu), vakumlu ve gaz dolu fotosellerde ve fotoçoğaltıcılarda kullanılır.

Bir vakum fotosel, iç yüzeyinde bir katot oluşturan ışığa duyarlı bir malzeme tabakasının uygulandığı bir cam balondur. Anot, bir halka veya metal tel örgü şeklinde yapılır. Katot aydınlatıldığında, bir fotoemisyon akımı meydana gelir. Bu elemanların çıkış akımları birkaç mikroamperi geçmez. Gaz dolgulu fotosellerde (doldurma için asal gazlar Ne, Ar, Kr, Xe kullanılır), gazın fotoelektronlar tarafından iyonlaşması nedeniyle çıkış akımı 5 ... 7 kat artar.

Fotoçoğaltıcılarda, birincil fotoakım, ikincil elektron emisyonu nedeniyle yükseltilir - katot ve anot arasına yerleştirilmiş ikincil katotlardan (yayıcılardan) elektronları "nakavt". Çok kademeli fotoçoğaltıcı tüplerdeki toplam kazanç yüzbinlere kadar çıkabilir ve çıkış akımı 1 mA'dır. Foto-emisyon olgusu pratikte eylemsiz olduğundan, hızla değişen miktarları ölçerken foto çoğaltıcılar ve vakum elemanları kullanılabilir.

Basınç ölçümü

Toplam veya statik basıncı ölçmek için, küçük çaplı borularla (pnömatik hatlar) ilgili birincil dönüştürücülere veya ölçüm cihazlarına bağlanan giriş açıklıklarına sahip özel alıcılar akışa müdahale edecektir.

En basit toplam basınç alıcısı, dikey olarak kesilmiş, dik açıyla bükülmüş ve akışa doğru yönlendirilmiş silindirik bir borudur. Alıcının akış yönüne duyarlılığını azaltmak için (örneğin küçük girdaplı akışlarda ölçüm yaparken) özel alıcı tasarımları kullanılır. Örneğin, akışlı toplam basınç alıcıları (Şekil 3.3), M sayısında 45 ° 'ye kadar olan eğim açılarında% 1'den fazla olmayan bir ölçüm hatası ile karakterize edilir.<0,8.

Kanal duvarlarının yakınındaki statik basınçları ölçerken, doğrudan duvarlarda 0,5 ... 1 mm çapında alıcı delikler (tahliye delikleri) yapılır. Drenaj alanı düzensizliklerden ve deliklerin kenarlarında çapaklardan arındırılmış olmalıdır. Bu tip ölçüm, yanma odalarındaki, difüzörlerdeki ve nozüllerdeki borular ve kanallardaki akışların incelenmesinde çok yaygındır.

Pirinç. 3.3. Toplam basınç alıcı şeması:

Pirinç. 3.4. Statik basınç alıcı şeması:

a - kama şeklinde;

b - disk;

c - M £ 1.5'te ölçümler için L şeklinde

Akıştaki statik basınçları ölçmek için kama şeklindeki ve disk alıcıların yanı sıra yan yüzeyde bulunan alıcı delikleri olan L şeklindeki borular (Şekil 3.4) şeklindeki alıcılar kullanılır. Bu alıcılar, ses altı ve düşük ses üstü hızlarda iyi çalışır.

Kanalların kesitlerindeki basınç dağılımını incelemek için, birkaç alıcı içeren tam ve statik basınç tarakları veya hem tam hem de statik basınç alıcısına sahip kombine taraklar yaygınlaştı. Karmaşık bir akış yapısına sahip akışlarda (yanma odaları, turbo makinelerin kanatlar arası kanalları) ölçüm yaparken, toplam ve statik basınçların değerlerini ve yönünü belirlemeyi mümkün kılan yönlendirilmiş ve yönlendirilmemiş basınç transdüserleri kullanılır. hız vektörü. Bunlardan ilki, iki boyutlu akışlarda ölçümler için tasarlanmıştır ve tasarımları, alıcıyı yerel akış hızının vektörüne göre belirli bir konumda döndürmeyi mümkün kılar.

Yönlendirilemeyen alıcılar, küçük çaplı (3 ... 10 mm) bir silindir veya kürenin duvarlarında yapılan veya belirli aralıklarla kesilmiş tüplerin uçlarında bulunan birkaç alıcı delik (5 ... 7) ile donatılmıştır. açılar (çap 0,5 ... 2 mm ), tek bir yapısal birim halinde birleştirilmiştir (Şekil 3.5). Alıcının etrafında akış akarken, çevresinde belirli bir basınç dağılımı oluşur. Giriş portlarından ölçülen basınç değerleri ve alıcının rüzgar tünelinde ön kalibrasyonunun sonuçları kullanılarak toplam ve statik basınçlar ve akış hızının lokal yönü belirlenebilir.

Süpersonik akış hızlarında, basınç alıcılarının önünde şok dalgaları görülür ve bu, ölçüm sonuçları işlenirken dikkate alınmalıdır. Örneğin, p akışındaki statik basıncın ölçülen değerlerinden ve toplam aşağı akış şokunun p * ", Rayleigh formülü kullanılarak M sayısını ve ardından akıştaki toplam basıncın değerini belirlemek mümkündür. :

Motorları ve elemanlarını test ederken, operatörün deneysel nesnelerin çalışma modlarını kontrol etmesine izin veren basınçları ölçmek için (deformasyon kadranlı göstergeler, sıvı, grup kayıt basınç göstergeleri) çeşitli cihazlar kullanılır. Bilgi ölçüm sistemlerinde çeşitli birincil dönüştürücüler kullanılır. Kural olarak, basınç, daha doğrusu basınç farkı (örneğin, ölçülen ve atmosferik, tam ve statik arasındaki vb.), deformasyonu bir elektrik sinyaline dönüştürülen elastik duyarlı bir eleman (membran) üzerinde hareket eder. . Çoğu zaman, sabit ve yavaş değişen basınçları ölçerken bunun için endüktif ve gerilime duyarlı dönüştürücüler ve alternatif basınçları ölçerken piezo-kristal ve endüktif dönüştürücüler kullanılır.

Pirinç. 3.5. Beş kanallı bir basınç alıcısının şeması:

С x, С y, С z - hız vektörünün bileşenleri; p i - ölçülen basınç değerleri

Örnek olarak, Şekil. 3.6, "Sapphire-22DD" dönüştürücünün bir diyagramını gösterir. Bu tip vericiler, çeşitli aralıklarda gösterge basıncını, fark basıncını, vakumu, mutlak basıncı, gösterge basıncını ve vakumu ölçmek için tasarlanmış çeşitli versiyonlarda mevcuttur. Elastik hassas eleman, üzerine yerleştirilmiş silikon gerinim ölçerlere sahip bir safir zarın lehimlendiği bir metal zardır (2). Ölçülen basınç farkı, iki diyaframdan 5 oluşan bir blok üzerinde etki eder. Merkezleri yer değiştirdiğinde, kuvvet 4 itme kuvveti vasıtasıyla kol 3'e aktarılır, bu da gerinim ölçerli membranın 2 deformasyonuna yol açar. Gerinim ölçerlerden gelen elektrik sinyali, birleşik bir sinyale dönüştürüldüğü elektronik ünite 4'e girer - 0 ... 5 veya 0 ... 20 mA doğru akım. Dönüştürücü, 36 V DC kaynağından güç alır.

Değişken (örneğin, titreşimli) basınçları ölçerken, pnömatik bir hattın varlığı ölçüm sisteminin genlik-frekans özelliğinde önemli değişikliklere neden olduğundan, birincil dönüştürücünün ölçüm yerine mümkün olduğunca yakın getirilmesi tavsiye edilir. Bu anlamda son nokta, minyatür basınç transdüserlerinin aerodinamik yüzey (kanal duvarı, kompresör kanadı, vb.) ile aynı hizada monte edildiği drenajsız yöntemdir. 1,6 mm yüksekliğe ve 5 mm zar çapına sahip bilinen dönüştürücüler. Basınç transdüserleri ve dalga kılavuzları (l ~ 100 mm) (uzaktan basınç transdüserleri yöntemi) olan sistemler de kullanılır;

özellikleri, düzeltici akustik ve elektriksel bağlantılar kullanılır.

Ölçüm sistemlerinde çok sayıda ölçüm noktası ile, onlarca ölçüm noktasının bir vericiye alternatif bağlantısını sağlayan özel hızlı etkili pnömatik anahtarlar kullanılabilir.

Yüksek doğruluk sağlamak için, çalışma koşullarında otomatik ayar noktaları kullanarak basınç ölçüm cihazlarını periyodik olarak izlemek gerekir.

Sıcaklık ölçümü

Sıcaklıkları ölçmek için çeşitli ölçü aletleri kullanılmaktadır. Bir termoelektrik termometre (termokupl), birbirine bağlı (kaynaklı veya lehimli) (conta) farklı malzemelerden yapılmış iki iletkenden oluşur. Bağlantıların sıcaklıkları farklıysa, değeri iletkenlerin malzemesine ve bağlantıların sıcaklıklarına bağlı olan bir termoelektromotor kuvvetinin etkisi altında devrede bir akım akacaktır. Ölçümler sırasında, kural olarak, bağlantılardan biri termostatlıdır (bunun için eriyen buz kullanılır). Daha sonra termokuplun emk'si, "sıcak" bağlantının sıcaklığı ile benzersiz bir şekilde ilişkili olacaktır.

Termoelektrik devrede farklı iletkenler bulunabilir. Bu durumda, tüm eklemler aynı sıcaklıktaysa ortaya çıkan EMF değişmeyecektir. Bu özellik, sınırlı uzunlukta termoelektrotlara bağlanan uzatma tellerinin (Şekil 3.7) kullanımına dayanmaktadır ve bu tür böylece pahalı malzemelerden tasarruf sağlanır. Bu durumda, uzatma kablolarının (T c) bağlantı noktalarındaki sıcaklıkların eşitliğini ve ana termokupllarının termoelektrik kimliğini, olası sıcaklık değişiklikleri T c ve T 0 aralığında (genellikle daha fazla değil) sağlamak gerekir. 0 ... 200 ° C'den fazla). Termokuplların pratik kullanımında, T 0 sıcaklığının 0 ° C'den farklı olduğu durumlar mümkündür. Ardından, bu durumu hesaba katmak için termokuplun emk'si E = E ölçü + DE (T 0) olarak belirlenmeli ve kalibrasyon bağımlılığından sıcaklık değeri bulunmalıdır. Burada E ölçümü, EMF'nin ölçülen değeridir; DE (T 0) - T 0 değerine karşılık gelen ve kalibrasyon bağımlılığından belirlenen EMF değeri. Termokupllar için kalibrasyon bağımlılıkları, 0 ° C'ye eşit "soğuk" bağlantı T 0 sıcaklığında elde edilir. Bu bağımlılıklar doğrusal olanlardan biraz farklıdır. Örnek olarak, Şekil. 3.8, platin-rodyum-platin termokupl için kalibrasyon bağımlılığını gösterir.

En yaygın termokuplların bazı özellikleri tabloda verilmiştir. 3.1.

Uygulamada, elektrot çapı 0,2 ... 0,5 mm olan en yaygın termokupllar. Elektrotların elektriksel yalıtımı, asbest veya silika iplik ile sarılması, ardından ısıya dayanıklı vernik ile emprenye edilmesi, termoelektrotların seramik tüplere yerleştirilmesi veya bu tüplerin parçalarının ("boncuklar") üzerlerine dizilmesiyle sağlanır. Isıya dayanıklı çelikten yapılmış ince duvarlı bir kabuk içine yerleştirilmiş iki termoelektrot olan kablo tipi termokupllar yaygınlaştı. Termoelektrotları yalıtmak için kabuğun iç boşluğu MgO veya Al203 tozu ile doldurulur. Kılıfın dış çapı 0,5 ... 6 mm'dir.

Tablo 3.1

Yapısal elemanların sıcaklığını doğru bir şekilde ölçmek için, termokupllar, yakınındaki sıcak bağlantı ve termoelektrotlar yüzeyin üzerine çıkmayacak ve ölçülecek yüzeyden ısı transferi koşulları nedeniyle ihlal edilmeyecek şekilde sızdırmaz hale getirilmelidir. termokupl montajı. Termal iletkenlik nedeniyle termoelektrotlar boyunca sıcak bağlantıdan ısı çıkışı (veya içeri akışı) nedeniyle ölçüm hatasını azaltmak için, bağlantı noktasına (7 ... 10 mm) yakın belirli bir mesafedeki termoelektrotlar, yaklaşık olarak izotermler boyunca yerleştirilmelidir. Belirtilen gereksinimleri karşılayan bir termokuplun sonlandırma şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 3.9. Bağlantının ve bitişik termoelektrotların yerleştirildiği kısımda 0,7 mm derinliğinde bir oluk yapılır; dikiş, direnç kaynağı ile yüzeye kaynaklanır; oluk 0,2 ... 0,3 mm kalınlığında bir folyo ile kaplanmıştır.

Termoelektrotların motorun veya ünitelerinin iç boşluklarından çekilmesi birlik aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu durumda termoelektrotların akış yapısını çok fazla bozmaması ve birbirlerine ve yapının keskin kenarlarına karşı sürtünmeden dolayı izolasyonlarının zarar görmemesi sağlanmalıdır.

Dönen elemanların sıcaklıklarını ölçerken, termokupl okumaları fırça veya cıva akım toplayıcıları kullanılarak elde edilir. Temassız akım kollektörleri de geliştirilmektedir.

Gaz akış sıcaklığını ölçmek için kullanılan termokupl şemaları Şek. 3.10. Sıcak bağlantı 1, çapı d 0 olan bir küredir (termoelektrotlar ayrıca alın kaynaklı olabilir); bağlantının yakınındaki termoelektrotlar 2, yalıtkan iki kanallı seramik boruya 3 sabitlenir ve ardından mahfazadan 4 çıkarılır. Şekilde, mahfaza 4 su soğutmalı olarak gösterilmektedir (1300 ... 1500'ü aşan sıcaklıkları ölçerken soğutma gereklidir). K), soğutma suyunun temini ve deşarjı sendika 5 ...

Gaz sıcaklığının yüksek değerlerinde, termoelektrotlar boyunca termokupl gövdesine termal iletkenlik ve çevreye radyasyon nedeniyle bağlantıdan ısının çıkarılması nedeniyle metodolojik hatalar ortaya çıkar. Isı iletkenliğinden kaynaklanan ısı kaybı, yalıtım tüpünün çaplarının 3 ... 5'ine eşit bir çıkıntısı sağlanarak neredeyse tamamen ortadan kaldırılabilir.

Radyasyonla ısının uzaklaştırılmasını azaltmak için termokuplların koruması kullanılır (Şekil 3.10, b, c). Bu ayrıca bağlantıyı hasardan korur ve ekran içindeki akışın engellenmesi, yüksek hızlı akışlarda ölçüm yaparken sıcaklık geri kazanım katsayısının artmasına katkıda bulunur.

Farklı termoelektrotlara sahip iki termokuplun okumalarından gaz sıcaklığını belirlemek için bir yöntem de geliştirilmiştir.

Pirinç. 3.9. Yanma odalarının elemanlarının sıcaklığını ölçmek için termokupl sonlandırma şeması

Pirinç. 3.10. Gaz sıcaklığını ölçmek için termokupl devreleri:

a - açık bağlantılı termokupl: b, c - ekranlı termokupllar; d - çift dikişli termokupl; 1 - bağlantı: 2 - termoelektrotlar; 3 - seramik boru; 4 - durum; 5 - su girişi ve çıkışı için bağlantı parçaları

çap (Şekil 3.10, d), ısının radyasyonla uzaklaştırılmasını hesaba katmaya izin verir.

Termokuplların ataleti tasarıma bağlıdır. Bu nedenle, zaman sabiti açık bağlantıya sahip termokupllar için 1 ... 2 s ile ekranlı termokupllar için 3 ... 5 s arasında değişir.

Sıcaklık alanlarını incelerken (örneğin, bir türbinin arkasında, bir yanma odası vb.), termokupl tarakları kullanılır ve bazı durumlarda bunlar, sıcaklık dağılımını yeterli ayrıntıda belirlemeyi mümkün kılan dönen taretlere monte edilir. tüm kesit.

Direnç termometresinin hareketi, sıcaklıktaki bir değişiklikle bir iletkenin direncindeki değişime dayanır. Elektrik direnci olarak, bakırdan (t = -50 ... + 150 ° С), nikelden (t = -50 ... 200 ° С) yapılmış 0,05 ... 0,1 mm çapında bir tel kullanılır. veya platin ( t = -200 ... 500 ° C).

Tel bir çerçeveye sarılır ve bir kapağa yerleştirilir. Direnç termometreleri yüksek doğruluk ve güvenilirliğe sahiptir, ancak yüksek atalet ile karakterize edilirler ve yerel sıcaklıkları ölçmek için uygun değildirler. Direnç termometreleri, motora girişteki havanın sıcaklığını, yakıtların, yağların vb. sıcaklıklarını ölçmek için kullanılır.

Sıvı termometreler, bir sıvının termal genleşme özelliğinden yararlanır. Çalışma akışkanları olarak cıva (t = -30 ... + 700 ° C), alkol (t = -100 ... + 75 ° C) vb. kullanılır.Sıvı termometreler sıvı ve gazların sıcaklığını ölçmek için kullanılır. laboratuvar koşullarında ve diğer cihazları kalibre ederken.

Sıcaklığı ölçmek için optik yöntemler, ısıtılmış cisimlerden gelen termal radyasyon yasalarına dayanır. Pratikte, üç tip pirometre uygulanabilir: çalışması, belirli bir sabit dalga boyunda sıcaklığa sahip bir cismin termal radyasyonundaki bir değişikliğe dayanan parlaklık pirometreleri; radyasyon spektrumunun belirli bir bölgesinde sıcaklığa bağlı enerji dağılımını kullanan renkli pirometreler; vücut tarafından yayılan toplam enerji miktarının sıcaklığa bağımlılığına dayanan radyasyon pirometreleri.

Şu anda, yapısal elemanların sıcaklıklarını ölçmek için motorları test ederken, radyan enerjinin fotoelektrik alıcıları temelinde oluşturulan parlaklık pirometreleri kullanılmıştır. Örnek olarak, çalışan bir motora sahip türbin kanatlarının termometrisi için bir pirometrenin kurulum şeması, Şek. 32.11. Lens 2'nin yardımıyla, birincil dönüştürücünün "görüş alanı" küçük (5 ... 6 mm) bir alanla sınırlıdır. Bir pirometre, her bir kanadın kenarını ve arka kısmını "inceler". Safirden yapılmış koruyucu cam 1 lensi kirden ve aşırı ısınmadan korur. Sinyal, ışık kılavuzu 3 aracılığıyla fotodedektöre iletilir. Düşük ataleti nedeniyle pirometre, her bıçağın sıcaklığını kontrol etmenizi sağlar.

Motor yapısal elemanlarının sıcaklıklarını ölçmek için renk sıcaklığı göstergeleri (termal boyalar veya termal vernikler) kullanılabilir - belirli bir sıcaklığa (geçiş sıcaklığı) ulaştıktan sonra bileşenlerin veya fazın kimyasal etkileşimi nedeniyle renklerini keskin bir şekilde değiştiren karmaşık maddeler İçlerinde meydana gelen geçişler.

Pirinç. 3.11. Motordaki pirometrenin kurulum şeması:

(a) (1 - üfleme havası beslemesi; 2 - birincil dönüştürücü) ve birincil dönüştürücü devresi

(b) (1 - koruyucu cam; 2 - lens; 3 - ışık kılavuzu)

Termal boyalar ve termo laklar sert bir yüzeye uygulandıktan sonra kuruduktan sonra sertleşir ve geçiş sıcaklığında rengini değiştirebilen ince bir film oluşturur. Örneğin, beyaz termal boya TP-560, t = 560 ° С olduğunda renksiz hale gelir.

Termal göstergeler yardımıyla ulaşılması zor yerler de dahil olmak üzere motor elemanlarındaki aşırı ısınma bölgelerini tespit etmek mümkündür. Ölçümlerin karmaşıklığı küçüktür. Ancak, maksimum sıcaklığa hangi modda ulaşıldığını belirlemek her zaman mümkün olmadığı için kullanımları sınırlıdır. Ek olarak, termal göstergenin rengi sıcaklığa maruz kalma süresine bağlıdır. Bu nedenle, termal göstergeler, kural olarak, diğer ölçüm yöntemlerinin yerini alamaz (örneğin, termokupl kullanarak), ancak incelenen nesnenin termal durumu hakkında ek bilgi sağlarlar.

Parametrik dönüştürücülerdeki çıkış miktarı, elektrik devresinin - elektrik direncinin veya bileşenlerinin (R, L, C) parametresidir. Parametrik bir dönüştürücü kullanmak için dönüştürücünün çıkış sinyalini sağlamak için ek bir güç kaynağı gereklidir.

En yaygın olarak kullanılan parametrik dönüştürücüler şunlardır: reosta, gerilime duyarlı (gerinim ölçerler), ısıya duyarlı (termistörler veya direnç termometreleri), endüktif, kapasitif, optoelektronik(fotodirençler, fotodiyotlar ve benzeri.), iyonlaşma ve benzeri.

Çalışma prensibi reostat dönüştürücüler giriş değerinin etkisi altında iletkenin elektrik direncindeki değişime dayanarak - mekanik hareket. Bir reostat dönüştürücü (Şekil 3.1), hareketli kontağı ölçülen elektriksel olmayan miktarın etkisi altında karıştırılan bir reostattır. Transformatör sargısı alaşımlardan yapılmıştır (iridyumlu platin, konstantan, nikrom, fechral vb.).

Bu tür dönüştürücüler, bir adım karakterine sahip statik bir dönüşüm özelliğine sahiptir, çünkü direnç, bir dönüşün direncine eşit adımlarda ölçülür, bu da bir hataya neden olur.

DR bir dönüşün direncidir;

R, dönüştürücünün empedansıdır.

Bu hata şurada yok kayıt fırçanın telin ekseni boyunca kaydığı dönüştürücüler.

Doğrusal olmayan bir dönüşüm işlevi elde etmek için şunu uygulayın: işlevsel reostatik dönüştürücüler. Dönüşümün istenen karakteri, genellikle dönüştürücü çerçevesinin profilinin çıkarılmasıyla elde edilir (Şekil 3.1, c).

Bir reostat dönüştürücünün avantajları: göreceli tasarım basitliği, yüksek dönüştürme doğruluğu ve önemli çıkış sinyalleri elde etme yeteneği. Ana dezavantaj, kayan bir kontağın varlığıdır.

gerinim etkisi temel çalışma gerinim ölçerler, bir iletkenin (yarı iletken) mekanik stres ve bunun neden olduğu deformasyonun etkisi altında aktif direncinin ölçülmesinden oluşur.

Tel, örneğin gerilme gibi mekanik strese maruz kalırsa, direnci değişecektir. Tel direncinde nispi değişim

NS R / R = S ∙ NS ll,

nerede S- tensoduyarlılık katsayısı;

NS ll- telin göreceli deformasyonu.

Telin mekanik etki altında direncindeki değişim, malzemenin geometrik boyutlarındaki (uzunluk, çap) ve özdirençteki değişim ile açıklanır.

Gerilme Duyarlı Tel Sarımlı Dönüştürücüler alt tabakaya serilmiş ve yapıştırılmış ince bir zikzak teli temsil eder. Dönüştürücü, beklenen deformasyonun yönü tel kafesin uzunlamasına ekseni ile çakışacak şekilde kurulur. Dönüştürücü için bir malzeme olarak, genellikle konstantan tel kullanılır (konstantan düşük bir sıcaklık direnç katsayısına sahiptir) ve alt tabaka için - ince kağıt (0,03 ... 0,05 mm) ve bir vernik veya tutkal filmi (BF-2, BF) -4, bakalit vb.).

Dağıtım da alındı folyo dönüştürücüler tel yerine folyo kullanan ve film gerinim ölçerler gerinim duyarlı bir malzemenin süblimleştirilmesi ve ardından bir alt tabaka üzerinde biriktirilmesiyle elde edilir.

Gerinim ölçerlerin avantajları: dönüşümün statik özelliklerinin doğrusallığı, tasarımın basitliği ve küçük boyutlar. Ana dezavantaj düşük hassasiyettir.

Yüksek hassasiyetin gerekli olduğu durumlarda kullanılırlar. yarı iletken gerilime duyarlı dönüştürücüler (toz yarı iletkenden polikristal ve silikon kristalinden monokristal). Yarı iletken gerinim ölçerlerin hassasiyeti metal olanlardan onlarca kat daha yüksek olduğundan ve buna ek olarak, entegre teknoloji, son yıllarda hem gerinim ölçerleri hem de mikro elektronik işleme birimini tek bir silikon kristalinde aynı anda oluşturmayı mümkün kıldığı için, entegre yarı iletken gerinim ölçer dönüştürücüler ağırlıklı olarak geliştirilmiştir. Bu tür elemanlar, ya pn bağlantılarıyla iletken silikon substrattan izolasyonları ile difüzyon dirençleri teknolojisi - "silikon üzerinde silikon" teknolojisi veya cam seramik, kuvars veya safir üzerinde "dielektrik üzerinde silikon" heteroepitaksiyel teknolojisi ile gerçekleştirilir. Gerinim algılayıcı dönüştürücüler, özellikle yarı iletken olanlar için, sıcaklığın elastik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkisi önemlidir, bu da hataların sıcaklık telafisi için özel şemaların kullanılmasını gerektirir (özellikle bu amaç için, genişletilmiş devrede). gerinim köprüsü kompanzasyon dirençleri ve termistörler kullanılır). Özellikle imalatta yaygın kullanım basınç ölçüm transdüserleri yüksek mekanik, yalıtım ve ısıya dayanıklı nitelikleri nedeniyle KNS teknolojisi - "safir üzerinde silikon" elde edildi.

Yarı iletken gerinim ölçerlerin üretim teknolojisindeki gelişmeler, gerinim ölçerlerin doğrudan silikon veya safirden yapılmış kristal bir element üzerinde üretilmesini mümkün kılmıştır. Kristal malzemelerin elastik elemanları ideale yaklaşan elastik özelliklere sahiptir. Moleküler kuvvetler nedeniyle gerinim ölçerin membrana yapışması, yapıştırıcıların kullanımını terk etmeyi ve dönüştürücülerin metrolojik özelliklerini iyileştirmeyi mümkün kılar. Şekil 3.2, a bir safir zarı göstermektedir 3 üzerinde bulunan tek şeritli gerinim ölçerler ile P- pozitif ile yazın 1 ve olumsuz 2 duyarlılıklar. Bir gerinim ölçer, oranın > 0 olduğu pozitif bir duyarlılığa sahiptir, ancak eğer<0 – чувствительность отри­цательна.

Tek şeritli bir gerinim ölçerin yapısı Şekil 3.2, b'de gösterilmektedir. Buraya: 1 - gerinim ölçer; 2 - koruyucu kaplama; 3 - metalize iletken yollar; 4 - dönüştürücünün elastik bir elemanı (safir membran). Gerinim ölçerler, deformasyon üzerine farklı işaretlerde direnç artışlarına sahip olacak şekilde membran üzerine yerleştirilebilir. Bu, kollarının her birinde karşılık gelen değere sahip gerinim ölçerlerin ve hatta sıcaklık kompanzasyon elemanlarının dahil olduğu köprü devreleri oluşturmayı mümkün kılar.

Gerinim ölçerler, deformasyonları ve diğer elektriksel olmayan nicelikleri (kuvvetler, basınçlar, momentler vb.) ölçmek için kullanılır.

Çalışma prensibi termistör iletkenlerin veya yarı iletkenlerin elektrik direncinin sıcaklığa bağımlılığına dayanarak, çalışma moduna göre termistörler ayırt edilir aşırı ısınma ve kasıtlı aşırı ısınma olmadan... Aşırı ısınma ortamın hızını, yoğunluğunu, bileşimini vb. ölçmek için kullanılır. Aşırı ısınan dönüştürücülerde elektrik akımı ortamın özelliklerine bağlı olarak aşırı ısınmaya neden olur. İkincisi, ortam sıcaklığını ölçmek için kullanılır.

Bakır veya platin telden yapılmış termistörler yaygınlaştı. Standart platin termistörler–260 ila +1100 ° С aralığındaki sıcaklığı ölçmek için kullanılır, bakır- –200 ila +200 ° С aralığında (GOST 6651–78). Düşük sıcaklıklı platin termistörler (GOST 12877–76), –261 ila –183 ° С arasındaki sıcaklıkları ölçmek için kullanılır.

Şekil 3.3'te, a platin termistörün cihazını gösterir. Seramik tüpün kanallarında 2 spiralin iki (veya dört) bölümü vardır 3 seri bağlı platin telden yapılmıştır.

Şekil 3.3 - Platin armatürlerin düzenlenmesi ve görünümü

Dirençli termometre

Uçlar spiralin uçlarına lehimlenmiştir 4, termistörü ölçüm devresine bağlamak için kullanılır. Kabloların sabitlenmesi ve seramik borunun sızdırmazlığı sır ile gerçekleştirilir. 1 ... Tüpün kanalları, spiral için bir yalıtkan ve tutucu görevi gören susuz alümina tozu ile kaplanmıştır. Yüksek ısıl iletkenliğe ve düşük ısı kapasitesine sahip susuz alüminyum oksit tozu, iyi ısı transferi ve termistörün düşük ataleti sağlar. Termistör dış ortamın mekanik ve kimyasal etkilerinden korumak için koruyucu bağlantı parçalarına yerleştirilmiştir (Şekil 3.3, B) paslanmaz çelikten yapılmıştır.

Bakır termistörler için, direncin sıcaklığa bağımlılığı denklem ile ifade edilir.

R = R 0 ∙ (1+ α t) -50 0 С ≤'de T≤ +180 0 С,

nerede r 0 - direnç T= 0 0C; α = 4,26 ∙ 10 –3 K –1 Platin için -

R = R 0 ∙ 0 0 С ≤'de T≤ +650 0 C,

nerede bir = 3.968 ∙ 10 –3 K –1; B = 5.847 ∙ 10 –7 K –2; İLE BİRLİKTE= –4.22 ∙ 10 –12 K –4.

Platin ve bakıra ek olarak, termistörler yapmak için kullanılır. nikel(BDT olmayan ülkelerde).

Yarı iletken termistörler ( termistörler ve pozitifler) yüksek hassasiyet ile karakterize edilen çeşitli tiplerde (TCR termistörlerinin sıcaklık direnç katsayısı negatiftir ve 20 ° C'de bakır ve platin TCR'sinden 10-15 kat daha yüksektir, pozistörlerin TCR'si pozitif ve biraz daha yüksektir) daha kötü) ve çok küçük boyutlarda daha yüksek dirençlere (1 MΩ'a kadar) sahiptir. Termistörlerin dezavantajı, zayıf tekrarlanabilirlik ve dönüşüm özelliklerinin doğrusal olmamasıdır.

Termistörler –60 ile +120°C sıcaklık aralığında kullanılmaktadır.

burada R ve R 0 - termistörün sırasıyla t ve t 0 sıcaklıklardaki direnci;

t 0 - çalışma aralığının ilk sıcaklığı;

B, dönüştürme faktörüdür.

Sıcaklığa duyarlı dönüştürücüler ayrıca şunları içerir: termal diyotlar ve termal transistörler, burada sıcaklık değiştiğinde, pn bağlantısının direnç değeri değişir. Bu cihazlar genellikle –80 ° ila + 150 ° C aralığında kullanılır. Çoğu zaman, termal diyotlar ve termistörler, köprü devrelerinde ve voltaj bölücüler şeklinde ölçüm devrelerinde bulunur. Bu tür dönüştürücülerin avantajları arasında yüksek hassasiyet ve güvenilirlik, küçük boyutlar, düşük maliyet ve düşük tepki süresi bulunur. Ana dezavantajlar şunlardır: dar bir çalışma sıcaklığı aralığı ve dönüştürücünün statik özelliklerinin zayıf tekrarlanabilirliği.

Çalışma prensibi endüktif dönüştürücüler sargıların manyetik devre üzerindeki endüktansının veya karşılıklı endüktansının, manyetik devrelerinin elemanlarının konumuna, geometrik boyutlarına ve manyetik durumuna bağlı olarak (Şekil 3.4). Şekil 3.4, farklı endüktif dönüştürücü tiplerini şematik olarak göstermektedir. Endüktif dönüştürücü (Şekil 3.4, a) değişken hava boşluğu uzunluğu ileδ, doğrusal olmayan bir bağımlılık L = f (δ) ile karakterize edilir. Böyle bir dönüştürücü genellikle armatür 0,01-5 mm hareket ettiğinde kullanılır.

Şekil 3.4 - Endüktif dönüştürücülerin çeşitli tasarımları

Önemli ölçüde daha az hassasiyet, ancak doğrusal bağımlılık L = f (s) hava boşluğunun değişken bir kesitine sahip dönüştürücüler farklıdır (Şekil 3.4, B). Bu dönüştürücüler 10 ... 15 mm'ye kadar yer değiştirmeler için kullanılır.

Yaygın endüktif diferansiyel dönüştürücüler(Şekil 3.4, v),ölçülen değerin etkisi altında, iki elektromıknatıs boşluğu aynı anda ve ayrıca farklı işaretlerle değişir. Uygun bir ölçüm devresi (genellikle köprü) ile kombinasyon halindeki diferansiyel transdüserler, diferansiyel olmayan transdüserlere göre daha yüksek bir duyarlılığa, dönüşüm karakteristiğinin daha az doğrusal olmamasına, dış etkenlerden daha az etkilenmeye ve elektromıknatıstan armatür üzerinde daha düşük bir sonuç kuvvetine sahiptir.

Şekil 3.4'te, G devre gösteriliyor diferansiyel endüktif dönüştürücü, burada çıkış miktarları karşılıklı endüktanslardır. Bu tür dönüştürücülere karşılıklı endüktif veya transformatör denir. Birincil sargı, alternatif akımla ve armatürün elektromıknatıslara göre simetrik konumu ile beslendiğinde, çıkış terminallerindeki EMF sıfırdır. Armatür hareket ettiğinde çıkış terminallerinde EMF görünür.

Nispeten büyük yer değiştirmeleri (50 ... 100 mm'ye kadar) dönüştürmek için açık devre transformatörü(Şekil 3.4, e).

Madencilik sektörü yayıldı manyetoelastik dönüştürücüler(Şekil 3.4, e), eylemi, manyetik geçirgenliğin (devrenin manyetik direnci) bağımlılığının, dönüştürücünün ferromanyetik çekirdeği üzerindeki mekanik etkinin (sıkıştırma veya gerilim) büyüklüğü üzerindeki etkisinin kullanımına dayanır. Manyetoelastik sensörler arasında ayrım yapın gaz kelebeği ve transformatör türleri. İkincisi yalnızca sıkıştırma kuvvetini kontrol edebilir, ancak daha hassastırlar.

Endüktif ve manyetoelastik dönüştürücülerin avantajları, operasyonda basitlik ve güvenilirlik, çıkış sinyallerinin önemli gücüdür. Ana dezavantajlar, dönüştürücünün incelenen nesne üzerindeki ters etkisi (elektromıknatısın armatür üzerindeki etkisi) ve armatür ataletinin cihazın frekans özellikleri üzerindeki etkisidir.

Çalışma prensibi kapasitif dönüştürücüler kapasitörün kapasitansının boyutlara, plakalarının karşılıklı düzenine ve aralarındaki ortamın dielektrik sabitinin değerine bağımlılığına dayanır. Mekanik doğrusal veya açısal yer değiştirmeleri, ayrıca basınç, nem veya ortamın seviyesini elektrik kapasitansında bir değişikliğe dönüştüren çeşitli tasarımlara sahip kapasitörlerdir.

v)

Şekil 3.5 - Kapasitif dönüştürücülerin çeşitli tasarımları

Ayrıca uygula diferansiyel dönüştürücüler(Şekil 3.5, b), bir hareketli ve iki sabit plakaya sahiptir. Ölçülen değerin etkisi altında NS bu dönüştürücüler aynı anda kapasitansları değiştirir İLE BİRLİKTE 1 ve İLE BİRLİKTE 2 . Bu tür dönüştürücüler, nispeten büyük doğrusal (1 mm'den fazla) ve açısal yer değiştirmeleri ölçmek için kullanılır. Bu dönüştürücülerde, plakaların profillenmesiyle gerekli dönüştürme karakteristiğinin elde edilmesi kolaydır.

C = Bağımlılık Kullanan Dönüştürücüler F 1 () sıvıların seviyesini, maddelerin nem içeriğini, dielektrik ürünlerin kalınlığını vb. ölçmek için kullanılır. Bir örnek için (Şekil 3.5, c) ) cihazı getirelim kapasitif seviye göstergesi... Seviyedeki bir değişiklik, elektrotlar arasındaki ortamın ortalama dielektrik sabitinde bir değişikliğe yol açtığından, kabın içine indirilen elektrotlar arasındaki kapasitans sıvının seviyesine bağlıdır. Plakaların konfigürasyonunu değiştirerek, cihaz okumalarının sıvının hacmine (kütlesine) bağımlılığının istenen karakterini elde etmek mümkündür.

Kapasitif dönüştürücülerin çıkış parametresini ölçmek için köprü devreleri ve rezonans devreleri kullanan devreler kullanılır. İkincisi, 10-7 mm'lik yer değiştirmelere yanıt verebilen, yüksek hassasiyete sahip cihazlar oluşturmayı mümkün kılar. Kapasitif dönüştürücülü devreler, genellikle, ölçüm cihazına giren sinyali artırma arzusundan ve yalıtım direncinin şant etkisini azaltma ihtiyacından kaynaklanan artan frekanslı bir akımla (onlarca megahertz'e kadar) beslenir.

Yarı iletken ışığa duyarlı dönüştürücüler hassas bir eleman olarak, bir alt tabaka (cam plaka) üzerine yerleştirilmiş ışığa duyarlı bir tabakaya sahiptir. Bu katmanın direnci, ışık akısının yoğunluğu veya ışık kaynağının gücü ile ters orantılıdır. Fotodirençler, fotodiyotlar ve fototransistörler nispeten yüksek bir stabiliteye, iyi bir duyarlılığa sahiptir, ancak kömür gibi normal çalışmayı engelleyen tozların varlığında kullanımları sınırlıdır.

Eylem iyonizasyon dönüştürücüler gaz iyonizasyonu fenomenine veya iyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altındaki belirli maddelerin lüminesansına dayanır. İyonlaştırıcı ajanlar olarak kullanılır a–, B- ve G- radyoaktif maddelerin ışınları, bazen röntgen ve nötron radyasyonu... İyonizasyon dönüştürücü tipinin seçimi büyük ölçüde iyonlaştırıcı radyasyona bağlıdır. Gama ışınları(küçük dalga boyundaki elektromanyetik titreşimler - 10 –8… 10 –11 cm) yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahiptir.

İyonizasyon odalarının ve sayaçlarının tasarımları çeşitlidir ve radyasyon tipine bağlıdır. Kobalt-60, stronsiyum-90, plütonyum-239, vb. genellikle iyonlaştırıcı radyasyon kaynakları olarak kullanılır.

İyonizasyon dönüştürücülerinin avantajları, agresif veya patlayıcı ortamlarda, yüksek sıcaklık veya yüksek basınç ortamlarında temassız ölçüm yapma imkanıdır. Ana dezavantaj: radyasyon kaynağının yüksek aktivitesi ile biyolojik koruma kullanma ihtiyacı.

Jeneratör dönüştürücüler

V jeneratör dönüştürücülerçıktı miktarı, ölçülen elektriksel olmayan miktarla işlevsel olarak ilişkili bir EMF veya yüktür.

En yaygın jeneratör dönüştürücü türlerini düşünün.

Termoelektrik dönüştürücüler devrede bir termoelektrik etki üzerinde çalışmak termokupl: noktalarda bir sıcaklık farkında 1 ve 2 (Şekil 3.6) Termokupl devresinde iki farklı iletkenin bağlantısı oluşur termoEMF.

İletkenlerin bağlantı noktası (elektrotlar) 1 termokuplun çalışma ucu olarak adlandırılan noktalar 2 ve 2" - ücretsiz biter. Termokupl devresindeki termoEMF'nin çalışma ucunun sıcaklığı tarafından açık bir şekilde belirlenebilmesi için, termokuplun serbest uçlarının sıcaklığı aynı ve değişmeden tutulmalıdır. Termoelektrik termometreler genellikle 0 °C serbest uç sıcaklığında kalibre edilir. Standart termokupllar için kalibrasyon tabloları da yükselticilerin sıcaklığının 0 °C olması şartıyla derlenmektedir. Termoelektrik termometrelerin pratik uygulamasında, termokuplun serbest uçlarının sıcaklığı genellikle 0 ° C'ye eşit değildir ve bu nedenle bir düzeltme yapılması gerekir.

takojeneratörler dönen nesnelerin açısal hızını ölçmek için tasarlanmıştır. Takojeneratörlerin rotoru, test edilen elektrik motorunun veya aktüatörün miline mekanik olarak ve yaklaşık açısal hıza bağlıdır. w jeneratörün çıkış EMF'si tarafından değerlendirilir.

Takojeneratörlerden en yaygın olanları DC takojeneratörler, sabit mıknatıslı veya bağımsız uyarma ile üretilir. Uygulama alanları çok çeşitlidir: hassas DC takojeneratörler havacılık, gemi yapımı, takım tezgahı yapımı, metalurji ve diğer endüstrilerde kullanılmaktadır. Bu sensörlerin avantajları, oldukça yüksek bir doğruluk ve sonraki işlemler için uygun bir doğru akım çıkış sinyalinin varlığını içerir. Bu takojeneratörlerin ana dezavantajı, dönüştürücünün güvenilirliğini ve dayanıklılığını azaltan bir toplayıcı-fırça düzeneğinin varlığıdır.

Senkron takojeneratörler onlardan oldukça yüksek güç elde etmenizi sağlayan düşük bir iç dirence sahiptir. Senkron makinelerde rotor hızı değiştiğinde sadece çıkış geriliminin genliği değil frekansı da değişir. Senkron takojeneratörler mekanik stabiliteleri nedeniyle tramvaylarda, lokomotiflerde, vinç tesislerinde vb.

asenkron takojeneratörler tasarımda iki fazlı asenkron motorlara benzer. Rotorları genellikle ince duvarlı metal bir silindir şeklinde yapılır. Takojeneratörün iki stator sargısı birbirine göre 90 ° kaydırılır. Bir sargıya bir besleme voltajı uygulanır ve EMF, ölçüm sargısından çıkarılır. Sabit değerde ve frekansta bir besleme gerilimi uygulandığında, rotoru geçen titreşimli bir manyetik akı, ölçüm sargısında açısal hız ile orantılı bir EMF indükler. w kontrollü bir makine veya mekanizma tarafından tahrik edilen bir rotor. Asenkron takojeneratörlerin ana avantajı, rotor hızından bağımsız olarak, böyle bir takojeneratörün çıkışındaki alternatif akım EMF'sinin sabit bir frekansa sahip olmasıdır.

Takojeneratörlerin ana dezavantajları, sınırlı bir frekans aralığında ölçülen değerleri içerir. Son yıllarda, takojeneratörler yavaş yavaş değiştiriliyor fotonabız ve indüksiyon sensörlerin yanı sıra özel entelektüel dönüştürücüler - açısal hareketin kodlayıcıları (konum).

V fotonabız sensörleri bir optoelektronik çiftte darbeler, bir radyasyon kaynağı - bir radyasyon alıcısı (LED - fotokonvertör), yuvalı veya delikli diskler kullanılarak oluşturulur; bazı sürücülerde dönen makine parçaları kullanılır. ezici bir şekilde konum kodlayıcılar ayrıca hassas bir eleman olarak bir optoelektronik çift kullanın.

dürtüler indüksiyon sensörleri titreşimli veya alternatif bir manyetik akının etkisi altında yaratılmıştır. Makinelerin özel dişlileri veya dönen ferromanyetik parçaları, akıyı modüle eden gövde görevi görür.

Piezoelektrik dönüştürücüler, mekanik streslerin etkisi altında bazı kristallerin (kuvars, turmalin, Rochelle tuzu vb.) yüzeyinde elektrik yüklerinin görünümünün etkisini kullanır.

Şekil 3.7

Cihaz piezoelektrik dönüştürücü değişken gaz basıncını ölçmek için Şekil 3.7'de gösterilmiştir. Baskı yapmak r metal bir zar aracılığıyla 1 metal ara parçalar arasına sıkıştırılmış olarak iletilir 2 kuvars levhalar 3 ... Top 4 kuvars plakaların yüzeyi üzerinde eşit basınç dağılımını destekler. Orta conta terminale bağlanır 5 iyi yalıtkan malzemeden yapılmış bir manşondan geçirilir. Basınca maruz kaldığında r geri çekilme arasında 5 ve verici muhafazasında potansiyel bir fark ortaya çıkar

4 numaralı pratik çalışma