Туричин А. М.
Электрические измерения неэлектрических величин
Издание второе, переработанное
Допущено Министерством высшего образования СССР в качестве учебного пособия для энергетических и электротехнических институтов и факультетов
Государственное энергетическое издательство
МОСКВА
ЛЕНИНГРАД
1954
В книге рассматриваются вопросы физических основ, теории и устройства электрических приборов для измерения неэлектрических величин.
Книга предназначена в качестве учебною пособия для электротехнических вузов, готовящих специалистов по электроизмерительной технике и по автоматизации производственных процессов. Вместе с тем книга может быть полезна инженерно-техническим и научно-исследовательским работникам, занятым разработкой и эксплуатацией электрических приборов для измерения неэлектрических величин.
Содержание книги
Электрические измерения неэлектрических величин
Введение
Часть первая. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
Раздел первый. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Глава первая. Реостатные преобразователи
§ 1-1. Теоретические основы
§ 1-2. Устройство реостатных преобразователей
Глава вторая. Контактные преобразователи
§ 2-1. Принцип действия и основные типы контактных преобразователей
§ 2-2. Требования к измерительной цепи
Глава третья. Преобразователи контактного сопротивления
§ 3-1. Преобразователи с угольными шайбами
§ 3-2. Тензолитовые преобразователи
Глава четвертая. Проволочные преобразователи
§ 4-1. Теоретические основы. Применяемые материалы
§ 4-2. Крепление проволочных преобразователей
§ 4-3. Чувствительность и требования к измерительной цепи
Глава пятая. Термосопротивления
§ 5-1. Общие положения
§ 5-2. Применение термосопротивлений в приборах для измерения скорости газового потока
§ 5-3. Применение термосопротивлений в газоанализаторах на принципе теплопроводности
§ 5-4. Применение термосопротивлеиий в приборах для измерения вакуума
§ 5-5. Применение термосопротивлений в приборах для измерения температуры
§ 5-6. Работа термосопротивлеиий в динамическом режиме (тепловая инерция термосопротивлений)
Глава шестая. Электролитические преобразователи сопротивления
§ 6-1. Теоретические основы
§ 6-2. Компенсация температурной погрешности электролитических преобразователей
Глава седьмая. Полярографические преобразователи
§ 7-1. Теоретические основы
§ 7-2. Особенности применения полярографического метода
Глава восьмая. Магнитоупругие преобразователи
§ 8-1. Теоретические основы
§ 8-2. Расчет магнитной цепи преобразователя
§ 8-3. Чувствительность магиитоупругих преобразователей
§ 8-4. Погрешности магнитоупругих преобразователей
Глава девятая. Индуктивные преобразователи
§ 9-1. Теоретические основы. Типы индуктивных преобразователей
§ 9-2. Расчет магнитной цепи преобразователя
§ 9-3. Выбор м. д. с. и числа витков катушки, а также частоты источника питания
§ 9-4. Погрешности индуктивных преобразователей и выбор режима их работы
Глава десятая. Емкостные преобразователя
§ 10-1. Теоретические основы
§ 10-2. Особенности использования емкостных преобразователей. Линейность характеристики, влияние температуры и требования к измерительной цепи
§ 10-3. Измерительные цепи приборов с емкостиными преобразователями
Глава одиннадцатая. Фотоэлектрические преобразователи
§ 11-1. Основные характеристики фотоэлементов, применяемых в измерительной технике
§ 11-2. Типы фотоэлектрических преобразователей
§ 11-3. Схемы включения фотоэлементов в измерительную цепь
§ 11-4. Дифференциальные фотоэлектрические преобразователи
Глава двенадцатая. Ионизационные преобразователи
§ 12-1. Теоретические основы
§ 12-2. Примеры использования ионизационных преобразователей
§ 12-3. Требования к преобразователю и к измерительной цепи
Раздел второй. ГЕНЕРАТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Глава тринадцатая. Индукционные преобразователи
§ 13-1. Теоретические основы. Типы преобразователей
§ 13-2. Температурная погрешность
Глава четырнадцатая. Термоэлектрические преобразователи
§ 14-1. Теоретические основы
§ 14-2. Материалы, применяемые для термопар
§ 14-3. Погрешность, обусловленная изменением температуры свободных концов термопары
§ 14-4. Погрешность, обусловленная изменением температуры линии, термопары и измерителя
Глава пятнадцатая. Пьезоэлектрические преобразователи
§ 15-1. Теоретические основы
§ 15-2. Требования к измерительной цепи
Глава шестнадцатая. Преобразователи электрических потенциалов приборов для измерения концентрации водородных ионов (преобразователи рН-метров)
§ 16-1. Теоретические основы. Водородный показатель и пограничные потенциалы
§ 16-2. Электродный потенциал системы металл — ионы металла
§ 16-3. Электродный потенциал окислительно-восстановительной системы
§ 16-4. Потенциал стеклянного электрода
§ 16-5. Требования к измерительной цепи
Глава семнадцатая. Обращенные преобразователи
§ 17-1. Принцип действия
§ 17-2. Примеры использования обращенных преобразователей
Часть вторая. ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Раздел третий. ЭЛЕМЕНТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
Глава восемнадцатая. Согласование параметров отдельных частей измерительных приборов
§ 18-1. Общие соображения
§ 18-2. Общие характеристики измерительных неравновесных и равновесных цепей
§ 18-3. Согласование параметров отдельных частей (звеньев) измерительной цепи. Цепные схемы приборов
§ 18-4. Зависимость эффективности преобразования от качества четырехполюсника и степени согласования
§ 18-5. Условия максимума эффективности преобразования
§ 18-6. Пример использования метода цепных схем
Глава девятнадцатая. Выбор измерителя приборов для измерения иеэлектрических величин
§ 19-1. Измерители (и указатели равновесия) постоянного и переменного тока
§ 19-2. Применение ламповых усилителей в сочетании с различными измерителями
§ 19-3. Усилители постоянного тока с большим входным сопротивлением
§ 19-4. Выбор измерителя с точки зрения его мощности
Глава двадцатая. Цепи преобразования частоты
§ 20-1. Общие соображения
§ 20-2. Цепи с неуправляемыми диодами
§ 20-3. Цепи с электромагнитными (вибрационными) преобразователями
§ 20-4. Цепи с управляемыми диодами
§ 20-5. Методы получения управляющего напряжения
Глава двадцать первая. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
§ 21-1. Интегрирующие и дифференцирующие цепи
§ 21-2. Интегрирующие усилители
Раздел четвертый. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
Глава двадцать вторая. Мостовые неравновесные цепи постоянного тока
§ 22-1. Основные соотношения
§ 22-2. Оптимальные соотношения между сопротивлениями мостовой цепи при заданных параметрах преобразователя
§ 22-3. Оптимальные соотношения между сопротивлениями мостовой цепи при заданных параметрах измерителя
§ 22-4. Влияние мостовой цепи на характеристику шкалы прибора
§ 22-5. Мостовые цепи постоянного тока с логометром в качестве измерителя
§ 22-6. Простой метод расчета тока в измерителе мостовой цепи постоянного тока при значительных изменениях сопротивления рабочего плеча
Глава двадцать третья. Мостовые неравновесные цепи переменного тока
§ 23-1. Основные соотношения
§ 23-2. Цепь моста с симметрией
§ 23-3. Цепь моста с симметрией Z
§ 23-4. Мостовая цепь с измерителем весьма большого сопротивления
Глава двадцать четвертая. Измерительные автоматические равновесные цепи
§ 24-1. Принцип действия и чувствительность автоматических компенсаторов
§ 24-2. Особенности цепи автоматических компенсаторов, служащих для измерения т. э. д. с. термоэлектрических пирометров
§ 24-3. Принцип действия автоматических мостов и характер их шкалы
§ 24-4. Электромеханическое следящее устройство автоматических компенсаторов и мостов (типов СП и СМ)
§ 24-5. Ламповое следящее устройство автоматических компенсаторов и мостов типов ЭПВ, ЭПД, ЭПП, ЭМВ, ЭМД и ЭМП
Часть третья. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Раздел пятый. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Глава двадцать пятая. Электрические приборы для измерения линейных размеров и перемещений (микрометры)
§ 25-1. Индуктивные микрометры
§ 25-2. Фотоэлектрические микрометры
§ 25-3. Электрические приборы для измерения толщин и разностенности деталей
Глава двадцать шестая. Электрические приборы для дистанционного измерения уровня жидких и сыпучих тел (уровнемеры)
§ 26-1. Реостатные уровнемеры
§ 26-2. Индуктивные уровнемеры
§ 26-3. Емкостные уровнемеры
Глава двадцать седьмая. Электрические приборы для измерения шероховатости (чистоты) поверхности (профилометры)
§ 27-1. Пьезоэлектрический профилометр
§ 27-2. Индукционный профилометр
Глава двадцать восьмая. Электрические приборы для измерения деформаций (тензометры)
§ 28-1. Проволочные тензометры
§ 28-2. Индуктивные тензометры
§ 28-3. Струнные (электроакустические) тензометры
Глава двадцать девятая. Электрические приборы для измерения сосредоточенных сил и давлений (динамометры и манометры)
§ 29-1. Пьезоэлектрические динамометры и манометры
§ 29-2. Магнитоупругие динамометры и манометры
§ 29-3. Емкостные динамометры и манометры
§ 29-4. Индуктивные динамометры и манометры
Глава тридцатая. Электрические приборы для измерения вакуума (вакуумметры)
§ 30-1. Вакуумметры с термосопротивлением (типов ВТ-2 и ВС-1)
§ 30-2. Магнито-электроразрядиые вакуумметры
§ 30-3. Ионизационный вакуумметр типа ВИ-3
Глава тридцать первая. Электрические приборы для измерения параметров механических колебаний (виброметры и акселерометры)
§ 31-1. Частотные соотношения
§ 31-2. Индукционные виброметры
§ 31-3. Акселерометры
Глава тридцать вторая. Электрические приборы для измерения крутящего момента (торзиометры)
§ 32-1. Индуктивные торзиометры без контактного устройства
§ 32-2. Индукционные торзиометры
Глава тридцать третья. Электрические приборы для измерения скорости вращения (тахометры)
§ 33-1. Индукционные тахометры
§ 33-2. Электроимпульсные тахометры
§ 33-3. Стробоскопические тахометры
Раздел шестой. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Глава тридцать четвертая. Термометры сопротивления и термоэлектрические пирометры
§ 34-1. Общие соображения. Температурная шкала
§ 34-2. Преобразователи промышленных термометров сопротивления
§ 34-3. Измерительные цепи термометров сопротивления. Температурная погрешность
§ 34-4. Промышленные термоэлектрические пирометры
§ 34-5. Конструкции термопар
§ 34-6. Термостатирование свободных концов термопары. Автоматическое введение поправки на температуру свободных концов
§ 34-7. Погрешность, обусловленная тепловыми потерями преобразователей термометров сопротивления и термоэлектрических пирометров
§ 34-8. Монтаж термопар и преобразователей термометров сопротивления
§ 34-9. Отсасывающие и обогревные термопары
§ 34-10. Тепловая инерция преобразователей термометров сопротивления и термоэлектрических пирометров при мгновенном (разовом) изменении температуры среды
§ 34-11. Измерение температуры твердых тел и поверхностей
Глава тридцать пятая. Пирометры, использующие лучистую энергию нагретых тел
§ 35 1. Зависимость параметров излучения абсолютно черного тела от температуры
§ 35-2. Оптические пирометры
§ 35-3. Погрешности и введение поправок к показаниям оптического пирометра на неполноту излучения
§ 35-4. Радиационные пирометры
§ 35-5. Погрешности н монтаж радиационных пирометров
§ 35-6. Цветовые пирометры и их погрешности
§ 35-7. Фотоэлектрические яркостные пирометры
§ 35-8. Фотоэлектрические цветовые пирометры
Раздел седьмой. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД
Глава тридцать шестая. Электрические концентратометры на принципе электропроводности
§ 36-1. Соленомеры
§ 36-2. Концентратометры для измерения концентрации кислот и щелочей
Глава тридцать седьмая. Электрические рН-метры
§ 37-1. рН-метр с сурьмяным электродом
§ 37-2. рН-метр со стеклянным электродом
§ 37-3. Градуировка рН-метров. Буферные растворы
Глава тридцать восьмая. Полярографы
§ 38-1. Визуальные полярографы
§ 38-2. Автоматические полярографы
Глава тридцать девятая. Электрические приборы для измерения концентрации по поглощению и рассеянию лучистой энергии (колориметры, дымномеры)
§ 39-1. Зависимость поглощения и рассеяния лучистой энергии от состава жидкостей и газов
§ 39-2. Общая характеристика методов измерения состава, использующих поглощение и рассеяние лучистой энергии
§ 39-3. Фотоэлектрические колориметры
§ 39-4. Колориметры, использующие тепловой эффект лучистой энергии
§ 39-5. Электрические дымномеры
Глава сороковая. Электрические газоанализаторы
§ 40-1. Электрические газоанализаторы на принципе теплопроводности
§ 40-2. Электрические газоанализаторы на принципе измерения теплоты химической реакции (каталитические)
§ 40-3. Оптико-акустические газоанализаторы
§ 40-4. Магнитные газоанализаторы
Глава сорок первая. Масс-спектрометры
§ 41-1. Принцип действия
§ 41-2. Применение масс-спектрометров для контроля утечки аппаратов высокого вакуума методом измерения концентрации гелия в воздухе
Глава сорок вторая. Электрическbе приборы для измерения влажности
§ 42-1. Электрические приборы для измерения влажности твердых тел (влагомеры)
§ 42-2. Электрические приборы для измерения влажности газов
Литература
Алфавитный указатель
Предисловие ко второму изданию
Настоящий труд является вторым, переработанным изданием книги, выпущенной под тем же названием в 1951 г. При переработке автор учел ряд замечаний и пожеланий, полученных им от различных лиц, и по возможности стремился отразить в книге достижения отечественного приборостроения за последние два года, особенно в области приборов, использующих автоматические мосты и компенсаторы.
Автор считает своим долгом выразить благодарность рецензенту Р. Р. Харченко за ряд весьма ценных советов и замечаний, а также Я. М. Феенбергу, Е. А. Агафонову, Л. А. Островскому, И. И. Ивановой, П. Д. Преснякову, М. М. Фетисову и И. Н. Селиверстову за полезные указания, сделанные ими по отдельным разделам книги.
Автор выражает признательность П. В. Новицкому за выполненный им большой труд по редактированию книги и приносит благодарность Е. В. Мартыновой и Л. М. Яблонику за помощь в оформлении рукописи.
Отдавая себе отчет в том, что предлагаемая книга не может быть лишена ряда недостатков, автор будет весьма признателен читателям, которые пришлют свои замечания по адресу: Ленинград, Невский пр., 28, Госэнергоиздат.
Автор
Из предисловия к первому изданию
Вопросам электрических измерений неэлектрических величин посвящена обширная литература как на русском, так и на иностранных языках. Однако эта литература либо охватывает отдельные частные вопросы электрических измерений неэлектрических величин, либо систематизирована по признаку отрасли производства, для которой характерно использование той или иной измерительной аппаратуры; при этом в подобных книгах рассматриваются как электрические, так и неэлектрические приборы для измерения неэлектрических величин. К книгам этого типа относятся, например, труды: В. П. Преображенского «Теплотехнические измерения и приборы», С. И. Щепкина «Контрольно-измерительные и регулирующие приборы в химических производствах», Н. Н. Топерверха «Измерительные и регулирующие приборы на металлургических заводах» и др. Как правило, эти труды носят описательный характер и предназначены для лиц, интересующихся лишь эксплуатацией измерительной аппаратуры.
В настоящее время, в связи с широким внедрением автоматического контроля и автоматического управления производством, назрела необходимость в такой книге по электрическим измерениям неэлектрических величин, в которой были бы в достаточной степени освещены вопросы физико-химических основ, а также теории и расчета приборов.
Подобная книга нужна как инженерам, эксплуатирующим приборы, так и инженерам, участвующим в разработке и производстве электрических приборов для измерения неэлектрических величин.
Вместе с тем такая книга необходима студентам втузов соответствующих специализаций.
Первая попытка в направлении создания книги, удовлетворяющей этим требованиям была сделана Ф. Е. Темииковым и Р. Р. Харченко в труде «Электрические измерения неэлектрических величин». Однако эта работа не вполне соответствует программам, по которым студенты втузов изучают данную область электроизмерительной техники.
Настоящая книга в основном предназначена служить учебным пособием для студентов, изучающих курс «Электрические измерения неэлектрических величин».
Первая часть книги освещает основной материал, читаемый на лекциях по этому курсу, а вторая и третья части охватывают материал, необходимый для курсового проектирования и лабораторного практикума.
При изложении материала автор пользуется рациональной системой уравнений.
Автор надеется, что книга будет полезна и инженерно-техническим работникам заводов и научно-исследовательских учреждений, работающим в области электрических измерений неэлектрических величин.
Автор
Скачать книгу "Электрические измерения неэлектрических величин". Москва, Государственное энергетическое издательство, 1954
|
