Л37 Электрические измерения физических величин: (Измерив тельные преобразователи). Учеб. пособие для вузов. — Л.з Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. — 320 с., ил.
В пер.: 1 р. 10 к.
Рассмотрены вопросы общей теории, теории погрешностей, измерительных цепей и динамики измерительных преобразователей, а также физические основы, теория. методы расчета и проектирования основных видов измерительных преобразователей (датчиков), систематизированных по общности физического принципа действия»
Для студентов вузов по программе курса «Измерительные преобразователи»^ для инженерно-технических и научных работников. •
ПРЕДИСЛОВИЕ
Содержание предлагаемой книги соответствует программе курса «Измерительные преобразователи», читаемого в высших учебных заведениях для специальности 0642 «Информационно-измерительная техника». Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения около двухсот различных физических величин — электрических, магнитных, тепловых, акустических, механических и т. д. Подавляющее большинство этих величин в процессе измерения преобразуется в величины электрические, как наиболее удобные для передачи, усиления, математической обработки и точного измерения. Поэтому в современной измерительной технике находят широкое применение преобразован ели разного рода физических величин в электрические величины.
Термин «измерительный преобразователь» (ИП) употребляется в настоящее время достаточно широко и в разных смыслах. В данной книге под измерительным преобразователем понимается элементар-' шли измерительный преобразователь, выполненный на основе определенного физического принципа: емкостный, магнитоупругий, пьезоэлектрический преобразователь и т. д.
Для обозначения совокупности измерительных преобразователей, объединенных в один конструктивный узел, выносимый на объект измерения, сохранен укоренившийся в практике термин «датчик».
Подбор излагаемого материала базируется на многолетнем опыте чтения лекций в Ленинградском политехническом институте имени М- И. Калинина.
Описать в книге небольшого объема все известные типы измерительных преобразователей, а также изложить вопросы теории и методы расчета этих преобразователей не представляется возможным, Да и вряд ли это целесообразно. Поэтому основное внимание при написании книги было направлено на систематизацию физических явлений, положенных в основу построения преобразователей, и систематизацию вопросов, теории, используемых для их описания. В соответствии с этим вопросы динамики ИП и теории погрешностей, общие для ^сех ^' сосредоточены в первой и второй главах книги.
Общим элементом любых измерительных устройств, использующих ИП, являются измерительные цепи, связывающие ИП с последующей аппаратурой. Без рассмотрения измерительных цепей не пред-
ОГЛАВЛЕНИВ"
Предисловие
ГЛАВА ПЕРВАЯ. ОБЩИЕ СВОЙСТВА И ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ . ,
1-1. Основные понятия и определения..................
1-2. Оценки случайных погрешностей измерительных преобразователей (необходимые сведения из теории вероятностей)..........
1-3. Определение оценок случайных погрешностей по экспериментальным данным (необходимые сведения из статистики)........ 1
1-4. Разновидности аналитического описания законов распределения
погрешности .............................. 1
1-5. Законы распределения отдельных составляющих погрешности измерительных преобразователей .................... ?
1-6. Основы теории суммирования погрешностей........... . '
ГЛАВА ВТОРАЯ. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ........,............. .;
2-1. Динамические свойства преобразователей с тепловой инерционностью ...................................
2-2. Динамические характеристики пневматических и гидравлических
звеньев..............t.................. !
2-3, Расчет частотных характеристик механических и акустических
звеньев с сосредоточенными и распределенными параметрами . . . А
2-4. Эквивалентные электрические схемы механоэлектрических преобразователей............... ................ '
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ................. "4
3-1. Измерительные цепи генераторных преобразователей......,
3-2. Измерительные цепи параметрических преобразователей..... !
3-3. Особенности неравновесных мостов переменного гока ...... i
3-4. Уменьшение погрешностей от влияния паразитных сопротивлений и
помех в измерительных цепях.................... '
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ................... 6
4-1. Разновидности упругих элементов..............., . .
4-2. Основы расчета упругих элементов................. |
4-3. Нелинейность упругих элементов..................
4-4. Материалы для изготовления упругих элементов .........
4-5. Особенности расчета упругих элементов из анизотропных материалов .,,,,,,,...,.....................
318
ГЛАВА ПЯТАЯ. РЕЗИСТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ........... SO
5-1. Принцип действия, общие свойства, область применения резистив-
ных преобразователей......................... —
5-2. Резистивные делители тока и напряжения............. 85
5-3. Контактные преобразователи и преобразователи контактного сопротивления .............................. 89
5-4. Реостатные преобразователи..................... 90
5-5. Тензорезисторы ............................ 92
ГЛАВА ШЕСТАЯ. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ..... 107
6-1. Физические основы и область применения пьезоэлектрических преобразователей............................. —
6-2. Пьезоэлектрические преобразователи силы, давления i ускорения 113
6-3. Пьезорезонансные преобразователи ................. 121
6-4. Измерительные преобразователи, основанные на использовании
поверхностных акустических волн.................. 129
ГЛАВА СЕДЬМАЯ. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ .... 131
7-1. Принцип действия и область применения электростатических преобразователей ............................. —
7-2. Электростатические преобразователи в вольтметрах и датчиках
уравновешивания........................... 136
7-3. Емкостные преобразователи ..................... -141
7-4. Измерительные цепи емкостных преобразователей......... 144
ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ..... 149
8-1. Принцип действия и область применения электромагнитных преобразователей .............................. —
8-2. Теоретические основы расчета электромагнитных преобразователей .................................. 157
8-3. Измерительные трансформаторы и индуктивные делители напряжения ................................. 166
8-4. Магнитоэлектрические и магнитогидродинамические преобразователи датчиков уравновешивания................. 170
8-5. Электромагнитные преобразователи измерительных механизмов
электромеханических приборов ................... 176
8-6. Индуктивные преобразователи ................... 184
8-7. Трансформаторные (взаимоиндуктивные) преобразователи .... 186
8-8. Вихретоковые индуктивные преобразователи ........... 190
8-9. Магнитоупругие преобразователи.................. 191
8-10. Индукционные преобразователи................... 197
8-11. Магнитомодуляционные преобразователи.............. 204
8-12. Преобразователи на основе эффекта Баркгаузена......... 211
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ. ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ... 214
9-1. Преобразователи Холла....................... —
9-2. Магниторезистивные преобразователи ............... 221
9-3. Гальваномагниторекомбинационные преобразователи ...... 223
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ .... 225
i
10-1. Общие теоретические основы электрохимических преобразователей —
10-2. Электрохимические резистивные преобразователи......... 232
10-3. Гальванические преобразователи.....•>............. 238
10-4. Кулонометрические преобразователи .........,..... 244
10-5. Полярографические преобразователи ............... 247
10-6. Ионисторы .............................. 249
10-7. Электрокинетические преобразователи.............. 251
319
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. ТЕПЛОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ....... 252
11-1. Теоретические основы расчета тепловых преобразователей .... — 11-2. Термоэлектрические преобразователи, их принцип действия и
применяемые материалы ....,,...........,..... 259
11-3. Удлинительные термоэлектроды, измерительные цепи, погрешности термопар............................ 262
11-4. Терморезисторы, основы их расчета и применяемые материалы 265
11-5. Измерительные цепи терморезисторов........,...... 269
11-6. Разновидности термочувствительных элементов.......... 273
11-7. Промышленные термопары и термометры сопротивления . , , , . 277
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. ОПТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 284
12-1. Основные свойства оптического излучения и область применения
оптоэлектрических преобразователей ................ —
12-2. Источники излучения........................ 295
12-3. Приемники излучения........................ 297
12-4. Основные структурные схемы оптоэлектрических преобразовате-
лей,................................... 306
Список литературы. ,............................... 314
Предметный указатель............................... 315
Цена: 150руб.
