Тема 26 Вимірювання рівня

Рівень рідини та твердого сипучого тіла, вимірюється на основі різних фізичних явищ.

- Вимірювання рівня води у відкритому водоймі;

Через дросель поступає мало повітря. Тиск повітря у трубці після дроселя залежить від рівня води h. Трубка занурюється на достатню глибину – нижче мінімального рівня. На трубці з’єднаний манометр М шкала якого градуйована у метрах.

- Вимірювання рівня по тиску в низку

- Поплавок вільно знаходиться на поверхні рідини

Переміщення поплавка однозначно зв’язаний с переміщення рівня.

- Вимірювання рідини при надмірному тиску

1- Буйок – видовжене циліндричне, металеве тіло;

2- Заспокійливий кожух;

3- Важливий ричав;

4- Зрівноважу вальний вантаж;

5- Герметична пружина.

Працює за законом Архімеда – при зміні рівня буйки трохи переміщується до встановлення стану рівноваги.

Переміщення х важеля за допомоги пружини 5 передається ззовні і далі на переміщення.

- Дискретне вимірювання рівня

З одного боку ємності встановлюють фотодіоди, а з другого світлочутливий приймач.

- Вимірювання рівня по тиску на опори

Одна чи всі опори технічної ємності виконуються, як здавачі сили

Тема27 Перетворювач переміщень у коди (ППК)

Перетворювач переміщень у коди – це цифровий метод вимірювання переміщень. Весь діапазон переміщення x_max-x_min розбивається на дуже малі інтервали h_x. Для цього використовується кодова маска, тобто непрозора металева пластина з прорізами. Вони розташовується створюючи розрядні цикли. По обидві сторони від кодової маски розташовано фотовипромінювачі та світлоприймачі.

Проходження світло-проміня крізь проріз означає логічну одиницю. Відсутність у прорізі – логічний нуль. Природно було б використання кодової маски у вигляді двійкового натурального числа та одразу б отримували уніфікований сигнал у вигляді двійкового числа. Але двійкові числа мають таку особливість, что в них часто змінюються одразу багато цифр по розрядам.

Мікроскопічні неточності виготовлення прорізів, такі ж не точності встановлення світлочутливих елементів по прямій лінії а також не однаковість спрацьовування цих елементів призводить до неодночасної цих елементів призводить до неодночасної зміни стану фотоелементів.

В наслідок цього можливі грубі помилки в 50, 25…%, тому на практиці кодова шкала у вигляді двійкового натурального числа практично не використовується, а використовується виключно лінійно циклічна кодова шкала за кодом Грея.

Код Грея – код двійковий (складається із символів 0 та 1) у якому любі дві сусідні комбінації відрізняються змінної лише одного символу.

Під дією вимірювальної величини створюється переміщення х, від якої рухається кодова маска, а світлочутливі елементи нерухомі і ми маємо рухомий Код Грея у якому помилка не може бути більше h_э.

Код Грея – циліндричний, а також відображеним, чи рефлексним із-за наявності у ньому умовних дзеркал: по обидва боки від цих дзеркал символи однаково відображаються. Світлочутливі елементи виготовляються як фото кристали тобто мають дуже малі розміри.

Кількість кодових комбінацій Грея таке саме як кількість двійкових чисел. Звідси точність вимірювання переміщення буде наступна:

8 розр. → 100%/256=0,4% - дуже погано;

10 розр. → 100%/1024=0,1% - гарно, але….

16 розр. → 0,1/64=0,0016% - супер!

Код Грея строго нормований, тобто кожному положенню кодової маски відповідає тільки одна кодова комбінація і код Грея переводиться у двійкові, а також 10-чні числа за формулами.

Самі старші розряди кода Грея та двійкових чисел співпадають.

d_n=γ_n; d_n – цифра двійкова; γ_n – символ кода Грея;

Взагалі код Грея переводиться в двійкові числа за такою формулою.

(mod2)

Закон:

Чим являється код Грея у вимірювальної техніці – це аналог первинного електричного сигналу, як електричний носій інформації.

Способи перетворення кода Грея у двійкове число.

Код Грея – двійковий код складений з символів 0 та 1 перетворюється у двійкове натуральне число з цифрами 0 та 1 за формулою d_i=γ_i+ d_i-1.

Схема для паралельного перетворення наступна: