Физические приборы - Бурсиан Э.В.
Скачать (прямая ссылка):
* Строго линейных шкал вообще не существует.
8 " формулу 1). Это достигается, например, применением логарифми-Iix усилителей, коэффициент усиления которых велик при малых чениях и . мал при больших. Против делений логарифмической 1Ы обычно указывают не значения Ig п (допустим, —2, —1, О, 3), а значения п: ЮЛ ICH, 1, 10, 10а, IO3 (рис. 5, в). От этого іа не перестает быть логарифмической, так как размер деления орционален изменению логарифма п, а не изменению п. такой шкале нет деления, соответствующего п = 0, ибо IgO = — оо, Иогут быть деления, соответствующие малым п. Например, л = —3 чает, что Xlx0 = IO"3.
1сли в. качестве X0 принято некоторое пороговое, минимальное їєниє энергии сигнала, который можно зарегистрировать (напри-минимаЛьная громкость звука, которую воспринимает наше ухо), Логарифмическую шкалу размечают в децибелах. Если измеряемая лчина X превышает порог X0 в 10 раз, то говорят, что энергия сигна-равна 1 белу (Б), или 10 децибелам (дБ):
X X
'дБ = і Б означает Ig — = 1, т. е. — = 10
Sl хо хо
-дБ = 3 Б..................і 3.......IO3
ДБ = 0,1 Б..................0,1, . .100'1= 1^259
?дБ = 0,ЗБ..................0,3, . .10°-3= 1,995=:2
'IbS = OjIWB.................0,IiV, . .IO0liw1
4-е. значение величины в белах или децибелах находится по формам:
N-(?) = Ig —; N(дБ) = 10 Ig —. (3)
*0 xO
? На рисунке 5, в даны обозначения делений в децибелах (x0 = IO"2). ! Деления на любых шкалах, казалось бы, можно наносить и часто, редко. Однако, как правило, произвол здесь не допускается. Деления шкалу наносятся такого размера, чтобы одно деление (или половина 1 гния) соответствовало абсолютной погрешности прибора при дан-показаниях. Так, на рисунке 5, а показания надо (если не указан ;циально класс точности прибора) читать: п — 3,8±0,1; на рисун-5,6 — л = 4,5 ± 0,1; на рисунке 5, в — л = 0,55 + 0,05. Я линейной шкалы абсолютная погрешность А л одинакова в нача-и в конце шкалы, но относительная погрешность А л/л'очень велика начале шкалы (л мало) и уменьшается к концу шкалы. Для логариф-ческой же шкалы А п/п одинаково в разных ее частях, так как с ичением п увеличивается и цена деления, а следовательно, и А п. оказания в начале квадратичной шкалы вообще не рекомендуется ользовать.
. Нелинейное преобразование из- 1—| , Lm Il ^ ряемой величины может быть и R1 JL Л
"ее сложным. Существуют, при- о, uJ uI * U uI
ы, которые интегрируют изме- -1—- -
емую величину по времени. Oc- а 6
вной их частью является интег- Рис 6 Интегрирующая (а) и диф. ующая цепочка (рис. 6, a). Ec- ференцирующяя (б) цепочки.
9
/к
-A^ іД.
Рис. 7. Различные способы вывода информации: а — г — аналоговые приборы, д — цифровой, е — электронный цифровой, ж — цнфропечатающий, з — самопишущий, и — самопишущий двухкоординатный, к — дисплей.
ли иа вход такой цепочки подать переменное напряжение U1 (t), то в резисторе R появится ток і (О и конденсатор С приобретет заряд Q. На конденсаторе возникает напряжение
UsC^Q = J Шел JiZ1^. (4)
Такие приборы называют интегрирующими (или суммирующими).
Основу дифференцирующего прибора составляет цепочка типа, изображенной на рисунке 6, б. Напряжение на резисторе небольшого сопротивления R будет
и2слі= ^crfA (5)
2 dt dt w
По способу вывода информации измерительные приборы делятся на аналоговые, цифровые (см. цифровые измерительные приборы), а также приборы с выводом изображения на плоскость бумаги (самописцы) или на телевизионный экран (дисплеи) и т. д. (рис. 7). Аналоговыми называют приборы, в которых вдоль шкалы перемещаются какие-либо указатели: стрелка (рис. 7, а), «зайчик», отраженный от подвижного зеркала (рис. 7, б), или край облака газового разряда (рис. 7, в). Или, наоборот, мимо указателя перемещается шкала (вращающийся барабан) (рис. 7, г). В цифровых приборах информация выдается в виде числа, образованного цифрами (рис. 7, д, е).
Электронные приборы (рис. 7, в и е) предпочтительнее механических, так как они устойчивее к вибрации, ударам и, главное, быстродействующие.
Информация может также записываться на магнитофонные ленты или запоминаться какими-либо другими способами (см. запоминающие электроннолучевые трубки).
Приведем общую схему измерительного прибора (1—исследуемый объект), включив в нее все возможные узлы и блоки (рнс. 8). Сигнал от датчика 2 обрабатывается в измерительной схеме 3, усиливается усилителем 4 и либо запоминается в блоке памяти б,либо поступа-
№ 5 г~л
Ь р
6 / S
7 / \ W
8 \ 1!
Рис. 8. Структурная схема измерительного прибора.
сразу на показывающее устрои-зо 5, либо на электродвигатель 7, ¦торый приводит в движение по-азывающие 5' и записывающие 9 гройства (13 — сеть, 12 — блок іитания).
Если используется схема ком--нсации (нуль-метод), двигатель иводит в действие компенсирующей устройство 11, выдающее зечный сигнал в измерительную :ему до тех пор, пока на вход уси-еля не перестанет поступать ка-зее-либо напряжение (полная ком-нсация). Тогда двигатель перестает работать. Показания на индикато-: 5' и самописце 9 берутся в этом случае с компенсирующего устройст-«.Они указывают, какое напряжение компенсирующему устройству "]ришлось выработать, чтобы сигнал скомпенсировать (см. автомати-
