ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
средство измерений, преобразующее измеряемую физ.
величину в сигнал для последующей передачи, обработки или регистрации.
В отличие от измерительного прибора, сигнал на выходе И. п. (выходная величина)
не поддаётся непосредственному восприятию наблюдателя. Обязательное условие
измерит, преобразования - сохранение в выходной величине И. п. информации
о количеств, значении измеряемой величины. Измерит, преобразование - единств,
способ построения любых измерительных устройств. Огличие И. и. от др. видов
преобразователей - способность осуществлять преобразования с установленной
точностью. Измерит, преобразование одного и того же вида (напр., темп-ры
в механич. перемещение) может осуществляться различными И. п. (ртутным
термометром, биметал-лич. элементом, термопарой с милливольтметром и т.
п.). Концепция представления измерит, устройств как устройств, осуществляющих
ряд последоват. преобразований от восприятия измеряемой величины до получения
результата измерения, первоначально была выдвинута в СССР М. Л. Цукерманом
и окончательно сформулирована применительно к измерению неэлектрич. величин
Ф. Е. Темниковым и Р. Р. Харченко в 1948. В 60-х гг. эта концепция стала
общепризнанной во всех областях измерит, техники, приборостроения и метрологии.
Принцип действия
И. п. может быть основан на использовании практически любых физ. явлений.
Господствующей тенденцией в 40-70-х гг. 20 в. стало преобразование любых
измеряемых величин в электрич. сигнал. По виду преобразуемых величин различают
И. п. электрических величин в электрические, электрических - в неэлектрические,
неэлектрических - в электрические, неэлектрических - в неэлектрические.
Примерами первых могут служить делители напряжения и тока, измерительные
трансформаторы, измерит, усилители тока и напряжения; примерами вторых
- механизмы электроизмерит. приборов, преобразующие изменение силы тока
или напряжения в отклонение стрелки или светового луча, датчики ультразвуковых
расходомеров и т. п.; примерами третьих - термопары, терморезисторы, тен-зорезисторы,
фотоэлементы, реостатные, ёмкостные и индуктивные датчики перемещения;
примерами четвёртых - пневматические И. п., рычаги, зубчатые передачи,
мембраны, силъфоны, оптич. системы и т. п.
Конструктивное
объединение неск. И. п. является также И. п. Примерами такого объединения
могут служить: датчик - совокупность И. п., вынесенных на объект измерения;
т. наз. промежуточный И. п.- совокупность И. п., преобразующих выходные
сигналы датчиков в другие сигналы, более удобные для передачи, обработки
или регистрации. По структуре составные И. п. подразделяют на И. п. прямого
преобразования и уравновешивающего преобразования. Первые характеризуются
тем, что все преобразования величин производятся только в одном (прямом
от входной величины к выходной) направлении. В этом случае результирующая
погрешность определяется суммой погрешностей (с учётом их корреляц. связей)
всех составляющих И. п. Для вторых характерно применение обратного преобразования
выходной величины в однородную с входной и уравновешивающую её величину.
Результирующая погрешность при этом определяется лишь погрешностью обратного
преобразования и степенью неуравновешенности. И. п. уравновешивания подразделяются
на следящие преобразователи с обратной связью, статич. или астатич. уравновешиванием
и преобразователи с программным уравновешиванием. Следящие И. п. с обратной
связью обеспечивают непрерывность преобразования во времени; их недостаток
- опасность потери устойчивости, проявляющейся в возникновении автоколебаний
при увеличении глубины обратной связи. И. п. с программным уравновешиванием
свободны от этого недостатка, но их особенностью является прерывность выходной
величины, т. е. появление выходной величины лишь в отд. дискретные моменты
времени.
В 60-х гг.
наметилась тенденция преобразования измеряемых величин в частоту электрич.
импульсов с помощью т. н. частотных И. п. Такие И. п. разработаны почти
для всех известных физич. величин. Осн. достоинства частотных И. п.- простота
и высокая точность передачи их выходной величины (частоты) по каналам связи,
а также относит, простота цифрового отсчёта результата измерения с помощью
цифровых частотомеров. В цифровых измерит, устройствах широко применяются
И. п. аналоговых величин в цифровой код и наоборот. В них используются
принципы как частотных И. п. (интегрирующие ана-лого-цифровые), так и программного
уравновешивания (время-импульсные и поразрядного кодирования аналого-цифровые
преобразователи).
Лит.: Гитис
Э. И., Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных
устройств, М.- Л., 1961; Орнатский П. П., Автоматические измерительные
приборы аналоговые и цифровые, К., 1965; Туричин А. М., Электрические измерения
неэлектрических величин, 4 изд., М.-Л., 1966; НубертГ. П., Измерительные
преобразователи неэлектрических величин, пер. с англ., Л., 1970.
П. В. Новицкий.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я