Классификация измерительных преобразователей

Несмотря на то, что все ИП выполняют одну и ту же задачу – преобразование физических величин с заданной точностью, в частных, конкретных случаях функции их весьма разнообразны. Ограничимся си­стематизацией ИП по некоторым обобщенным признакам.

По функциональному назначению ИП делят на следующие: масштабные, преобразователи одной физической величины в другую, функ­циональные преобразователи с одной входной величиной, функцио­нальные преобразователи с несколькими входными величинами, интег­рирующие, дифференцирующие, фильтры.

Масштабные преобразователи не изменяют род физической величины, но изменяют её масштаб, значение. К ним относятся делители напряжения и тока, трансформаторы напряжения и тока, усилители с однородными входными и выходными величинами, аттенюаторы, и другие.

Широко представлены в измерительной технике преобразователи одной физической величины в другую. Это и простейшие ИП, как шун­ты, преобразующие ток в напряжение, добавочные резисторы, преоб­разующие напряжение в ток, термопары, преобразующие температуру в ЭДС, так и весьма сложные, как лазерные преобразователи тем­пературы в напряжение, и многие другие.

Функциональные преобразователи с одной входной величиной ре­шают задачу нелинейного преобразования одной величины. К ним от­носятся преобразователи, возводящие в степень, извлекающие корни, логарифмические, тригонометрические и другие, связанные с реализа­цией нелинейных функцией одного аргумента.

Функциональные преобразователи с несколькими входными величи­нами реализуют функциональную зависимость между этими величинами и выходной величиной преобразователя. К ним относятся устройства умножения, например, датчики Холла, электродинамические измери­тельные механизмы ваттметров, устройства для деления, например, логометрические преобразователи различных типов.

Интегрирующие и дифференцирующие преобразователи реализуют функции интегрирования и дифференцирования. Примером их могут слу­жить интегрирующие и дифференцирующие RС и LR цепочки, известные из электротехники, интегратор и дифференциаторы на операционных усилителях, счётчики импульсов.

Как измерительные преобразователи очень широко применяются различные фильтры, позволяющие улучшить качественный состав пре­образуемой величины, соотношение между полезным сигналом и помеха­ми.

По виду воздействий (входных величин) ИП делят на механичес­кие, акустические, световые, тепловые, электрические, магнитные, электромагнитные, радиационные.

Полезно деление ИП на две группы: энергетические и парамет­рические. Первые характеризуются тем, что для осуществления преоб­разования требуется только воздействие преобразуемой активной ве­личины. Параметрические же преобразователи должны быть возбуждены от постороннего источника энергии – активизированы.

По виду представления измерительной информации ИП делят на аналоговые, когда входная и выходная величины непрерывны, модуля­ционные, характеризующиеся тем, что параметры гармонического коле­бания или последовательности импульсов под воздействием входной величины изменяются в соответствии с изменением этой величины, цифровые, преобразующие квантованную дискретную величину в другую квантованную дискретную величину, аналого-цифровые и цифро-анало­говые преобразователи.

Измерительные приборы дополнительно можно классифицировать по виду сравниваемых обобщенных сил и обобщенных скоростей: уст­ройства со сравнением (уравновешиванием) механических сил и момен­тов, со сравнением электрических напряжений, со сравнением элект­рических токов, со сравнением магнитных потоков.