Бақылау мен өлшеудің түрлері мен әдістері
Өлшеу құралдарын дайындауда пайдаланылатын физикалық құбылыстар
жүктеу/скачать 176 Kb.
|
1 2
Лекция 7 (2)| 4.3. Өлшеу құралдарын дайындауда пайдаланылатын физикалық құбылыстар
Өлшеу құралдарын құрастыруда және әрекет ету қағидаларын дайындауда қазіргі таңда белгілі заманауи физиканың заңдары мен құбылыстары кеңінен пайдаланылады. Өлшеу құралдары үшін өлшеу ақпараттарын электрлік немесе магниттік сигналдарға түрлендіру өте ыңғайлы. Бұл сигналдар дискреттілігі мен дәлдігінің жоғарылығымен ерекшеленеді, шкала түрінде оңай беріледі, компьютерде тез өңделеді, жазып алып, ұзақ сақтап, кезкелген уақытта пайдалануға болады. Негізгі құбылыстарды қарастырайық. 1. Әртекті материалдардан дайындалған екі электродтың (терможұп) жабысқан орнын қыздыру электроқозғалтқыштық күштерді (ЭҚК) туғызады. Бұл құбылыс температураны өлшеуде кеңінен қолданылады. 2. Электр өткізгіштер мен жартылай өткізгіштерді қыздыру олардың кедергілерінің (термисторлар, кедергі термометрлері) өзгеруін туғызады. Бір материалдар (платина) температураны өлшеудің жоғарғы дәлдігін алуға мүмкіндік береді, ал басқа материалдар (жартылай өткізгіштер) температураның өте аз интервалын өлшеуге және өте кіші объектілердің (жәндіктер, өсімдік жапырақтары) температурасын өлшеуге мүмкіндік береді. 3. Кейбір металдарды серпінділік шегінде созу мен сығу олардың кедергілерінің өзгеруін туғызады. Бұл құбылыс өлшеу құралдарында жоғары және өте жоғары қысымдағы денелерді деформациялауға қолданылады. 4. Кейбір жартылай өткізгіштер мен металдар арасында шекаралық қабатта оны жарықтандыру кезінде ЭҚК туындайды, бұл құбылыс фотоэлектрлік эффект болып табылады. Құбылыс жарық шамаларын өлшейтін аспаптарда қолданылады. 5. Кейбір жартылай өткізгіштердің электр кедергісі жарықтың әсерімен өзгереді. Бұл эффектті фотокедергілерді дайындауда пайдаланады. Оның жұмыс істеуі үшін басқа жарық көзі талап етіледі. Бұл қағидамен жұмыс істейтін аспаптар жоғарыда келтірілген эффекттер базасында дайындалған аспаптардан дәлдігі жоғары болып келеді. 6. Дененің температураға қатысты жарықтануының қанық болуы. Объектінің температурасын контактсіз әдіспен (пирометрлер – температурасы 1500 0С–тан асатын мартен пештерінде болаттың температурасын өлшейді) өлшеуге мүмкіндік береді. 7. Кейбір кристалдардың түйіршіктерінде, яғни екі түйіршікке оларды тығыздайтын немесе созатын механикалық күштер түсірілсе, ЭҚК пайда болады, бұл – пьезоэлектрлік эффект. Бұл эффектіні өзгертсек, яғни түйіршіктерге электр тогын жіберсек, кристалл деформацияға ұшырайды. Эффект тәжірибе жүзінде инерциясыз. Бұл уақытты – кварцтық сағаттарда қысымды, дірілді, жиілікті өлшейтін өлшеу құралдарында қолданылады. 8. Ферромагниттік материалдардан денелердің магниттік өтімділігі оларға түсірілген күшке (созу, сығу, айналдыру, ию және т.б.) қатысты өзгереді. Магниттік өрістің өзгеруінен кері құбылыс, дененің деформациялануы болуы мүмкін, бұл – магнитострикция құбылысы. Магниттік өріс ферромагниттік жүрекшеде орналастырылатын катушканың көмегімен өлшенеді. Негізінен дыбыстық және ультрадыбыстық тербелістерді өлшеуде қолданылады. 9. Конденсатордың электр сыйымдылығының өзгеруі. Сыйымдылықты: формуласымен анықтауға болады. Мұндағы έ – төсеменің, диэлектриктің диэлектрлік өтімділігі, S – төсеменің ауданы, d – төсемелер арасындағы арақашықтық. Аз өлшемдер мен аумақтарды өлшейтін аспаптарда қолданылады (4.11 – сурет). 10. Магнитті жұмсақ материалдардан жасалған жүрекшесі бар катушканың индуктивтілігінің өзгеруі. Катушкадағы ауа саңылауының өзгеруі катушкада индуктивтіліктің өзгеруін туғызады. Аумақтарды өлшеуде, мысалы, сандық басқару бағдарламасы бар металлкескіш станоктардың басқару жүйесінде кеңінен қолданылады (4.12–сурет). 11. Химотроника. Электрохимиялық түрлендіргіштер. Сұйықтықтардан (гальваника, электроосмос және т.б.) электр тогының ағуы кезінде өтетін физика–химиялық құбылыстар қолданылады. Әрекет электрлік зарядтарды ион түрінде сұйықтыққа ауыстыруға негізделген. Жылдамдықты, дірілді, температураны, зат шығынын, қысымды өлшейтін және т.б. өлшеу құралдарында қолданылады. Аспаптар құрылымы бойынша қарапайым, дәл және сезімтал, жартылай өткізгішті аспаптарға қарағанда, электр энергиясын 10-100 есе аз пайдаланады. жүктеу/скачать 176 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2