Білоруський Національний Технічний Університет
Приладобудівний факультет
Кафедра "Інформаційно-вимірювальна техніка та технології "
В
Курсова робота
з дисципліни "Фізичні основи вимірювань"
Використання потенціометричного ефекту
для вимірювання фізичних величин
Виконавець:
студент групи 313028
Лі В. В.
Керівник:
Доцент
Свистун А. І.
Мінськ 2010
Зміст
Введення
1. Опис потенціометричного ефекту
2. Вимірювання фізичних величин на основі потенціометричного ефекту
Висновок
Список використаних джерел
Введення
В даний час широко застосовуються різні вимірювальні перетворювачі. У будь-якому каталозі електронних компонентів вони представлені досить повно, причому кожен тип перетворювача має кілька варіантів виконання.
Вимірювальний перетворювач є приладом, який перетворює зміна однієї величини в зміну іншої. У термінах електроніки вимірювальний перетворювач визначається зазвичай як прилад, що перетворює неелектричну фізичну величину (звану вимірюваної фізичної величиною) в електричний сигнал, або навпаки. Є, звісно, ​​й винятки з цього правила. p> Звідси випливає, що вимірювальні перетворювачі використовуються в електронних системах, тобто в технічних пристроях з електричним сигналом, відображуючим результат вимірювань або спостережень. З іншого боку, вимірювальний перетворювач може бути використаний на виході системи, щоб, скажімо, генерувати механічний рух залежно від електричного керуючого сигналу. Прикладом реалізації перетворювачів є довідкова система, в якій мікрофон (вхідний перетворювач) перетворює звук (вимірювану фізичну величину) в електричний сигнал. Останній посилюється, а потім надходить на гучномовець (вихідний перетворювач), відтворює звук істотно більш гучний, ніж той, який сприймається мікрофоном.
Досить часто вимірюється величина згідно її визначенню просто вимірюється електронною системою, а отриманий результат тільки відображається або запам'ятовується. Проте в деяких випадках вимірювання утворюють вхідний сигнал керуючої схеми, яка служить або для регулювання вимірюваної величини щодо деякого заздалегідь встановленого рівня, або для управління змінною величиною відповідно з вимірюваної. Незважаючи на очевидне часткове дублювання вимірювальних перетворювачів в цих двох прикладах, прийнято розрізняти ці галузі використання перетворювачів, називаючи їх відповідно контрольно-вимірювальне обладнання і керуюче.
У свою чергу, ці дві області поділяються на телеметричне контрольно-вимірювальне обладнання (в якому вимірювальні системи використовуються спільно з радіо лініями зв'язку між перетворювачем і пристроями відображення інформації), хімічний аналіз (при якому система використовується для того, щоб визначити і відобразити відносне зміст складових суміш речовин), процес управління (в якому виробничий процес, наприклад прокат сталі, контролюється і управляється) і т.д.
1. Опис потенціометричного ефекту
Потенціометричний ефект знайшов широке застосування в техніці, на його основі працюють потенціометричні датчики, перетворювачі та ін Вельми великим класом вимірювальних перетворювачів є резистивні перетворювачі, принцип дії яких заснований на перетворенні значення вимірюваної величини у зміну опору. Останнє може бути викликано різними ефектами в перетворюючої елементі, наприклад нагріванням або охолодженням, механічним напругою, впливом світлового потоку (як у фотопровідних перетворювачах), зволоженням, осушенням, механічним переміщенням контактної щітки реостата. Якщо через резистивний матеріал під час зміни вимірюваної величини протікає фіксований струм, то результатом буде зміна напруги уздовж матеріалу, яке відображає зміну вимірюваної величини. Одним з варіантів резистивного перетворювача є потенціометричний перетворювач [1], в якому зміна вимірюваної величини перетвориться в зміну відношення напруг внаслідок зміни положення контактної щітки на резистивном матеріалі, живити від зовнішнього джерела (малюнок 1.1). Певний механічний елемент перетворює зміна вимірюваної величини в переміщення щітки. Потенціометр, зображений на малюнку 1.1, можна представити у вигляді еквівалентної електричної схеми, як це зроблено на малюнку 1.2 Його вихідна напруга визначається виразом
, (1.1)
де V 1 - напруга на вході.
В
Малюнок 1.1 - Резистивна перетворення, при якому використовується потенціометричне пристрій, що викликає зміна вихідної напруги
В
Малюнок 1.2 - Еквівалентна схема потенціометричного пристрою
Коли прикладається на вхід приладу напруга є постійним і вимірюване значення визначається поло...
