Tens-Tensometry
Temp-temperatura

O-ogolne

Wilg-pomiar wilgotności

PL-przesuniecia liniowe

Przep -pomiar przeplywu

Pytania:

Tens 1. Co daje stosowanie więcej niż jednego tensometru w układach pomiarowych?

O 2. Czujnik a przetwornik - wyjaśnić różnice .

O 3, Czujnik inteligentny - definicja , budowa , zastosowanie.

Temp 4. Czym różni się pirometr dwubarwowy od innych pirometrów?

Temp 5. Gdzie i dlaczego stosuje się przewody kompensacyjne?

Wilg 6. Impedancyjne metody pomiaru wilgotności.

PL 7. Induktosynowe przetworniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

Wilg 8. Jak definiuje się wilgotność względną powietrza?

PL 9. Jaka jest i z czego wynika osiągalna dokładność pomiarów przesunięcia metodami impulsowymi?

PL 10. Jaki rodzaj czujników indukcyjnościowych można za stosować do pomiaru przesunięć liniowych na poziomie kilku mm?

Temp 11. Jakie czynniki wpływają na stałą cza sową czujników temperatury?

Tens 12. Jakie są i z czego wynikają zasady rozmieszczenia tensometrów w membranowym przetworniku

ciśnienia?

Temp 13. Jakimi parametrami powinny się charakteryzować przewody kompensacyjne?

PL 14. Kodowe przetworniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

Przep 15. Liczba Reynoldsa i jej znaczenie w pomiarach przepływów .

PL 16. Metody eliminacji błędów odczytu w kodowych czujnikach przesunięć liniowych.

Tens 17. Metod y kompensacji wpływu temperatury na czujniki tensometryczne

O 18. Na czujniku cienienia zostało napisane: Ciśnienie nominalne: 5 MPa Czułość : 1 mV/V Wyjaśnić , co to oznacza.

Temp1 9. Na rysować i opisać układ do pomiaru temperatury termoelementem.

Tens 20. Na rysować mostek tensometryczny z uwzględnieniem elementów kompensacyjnych

i wyjaśnić ich rolę .

Temp 21. Pirometry dwubarwowe, zasada działania , zalety , wady, parametry.

Temp 22. Współczynnik emisyjności i jego znaczenie w termometrii radiacyjnej.

Temp 23. Pirometry radiacyjne, zasada działania , podstawowe parametry.

Temp 24. Pirometry ze znikającym włóknem , zasad a działania , podstawowe parametry.

Temp 25. Pirometry, zasady działania , zastosowanie.

O 26. Podstawowe czynniki wpływające na wybór czujnika i metody pomiaru.

O 27. Podstawowe parametry charakteryzujące czujnik.

Temp 28. Podstawowe parametry i zastosowanie Ni 100.

Temp 29. Podstawowe parametry i zastosowanie Pt 100.

Temp 30. Podstawowe parametry i zastosowanie termoelementu PtRh -Pt.

PL 31. Pojemnościowe czujniki małych (kilka mm) przesunięć liniowych.

Wilg 32. Pomiar wilgotności powietrza metodą punktu rosy.

Tens 33. Porównać parametry tensometrów półprzewodnikowych i metalowych.

Temp 34. Porównać termorezystory metalowe z termistorami.

Tens 35. Półprzewodnikowe czujniki ciśnienia .

PL 36. Prądnice tachometryczne prądu stałego , budowa, parametry.

Przep 37. Przepływomierze masowe - zasady działania .

Wilg 38. Psychrometryczna metoda pomiaru wilgotności powietrza

O3 9. Rodzaje przetworników mechanicznych i ich znaczenie w pomiarach wielkości nieelektrycznych.

40. Rotametr, zasada działania , zastosowanie.

Temp 41. Silistory, budowa, podstawowe parametry.

PL 42. Stroboskopowa metoda pomiaru prędkości obrotowej - zalety , wady, dokładność .

Tens 43. Tensometry - rodzaje, parametry, zastosowanie.

Temp 44. Termistory, rodzaje, podstawowe parametry .

Temp 45. Termoanemometr stałotemperaturowy , zasada działania , zastosowanie .

Temp 46. Termometr szumowy, zasada działania , podstawowe parametry.

Przep 47. Prze pływomierze korelacyjne.

PL 48. Transformatorowy, różnicowy przetwornik dużych przesunięć liniowych; budowa, zalety wady.

PL 49. Transformatorowy, różnicowy przetwornik małych (kilka mm) przesunięć liniowych; budowa,

zalety wady.

PL 50. Transsonarowe czujniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

Temp 51. Porównać czułość termorezystorów z termoelementami.

PL 52. U kład z falą nośną - schemat blokowy, podstawowe parametry , zastosowanie.

Tens 53. Układy pracy przetworników tensometrycznych.

Temp 54. Metody kompensacji temperaturowej czujników tensometrycznych.

Przep 55. Metody pomiaru poziomu cieczy.

Tens 56. Uzasadnić konieczność kompensacji wpływu temperatury na czujniki tensometryczne.

Temp 57. Uzasadnić konieczność stabilizacji temperatury zimnych końców termopar.

O 58. Zalety i wady różnicowych układów czujników - omówić na dowolnym przykładzie .

PL 59. Zalety i wady stroboskopowej metody pomiaru prędkości obrotowej.

Przep 60. Zasada działania przepływomierz a wirowego.

Przep 61 Zasada działania , zastosowanie i podstawowe parametry przepływomierzy indukcyjnych.

Przep 62. Zasada działania , zastosowanie i podstawowe parametry przepływomierzy Coriolisa.

Grub 63. Porównać niszczące i nieniszczące metody pomiaru grubości powłok .

PL 64. Czujniki parametrów ruchu drgającego .

PL 65. Metody pomiarów liniowej prędkości obiektów.

PL 66. Zastosowanie GPS do pomiaru prędkości obiektów .

PH 67. Szklana elektroda pH-metryczna - budowa, zasada działania.

O 68. Czujniki konduktometrczne, rodzaje i zastosowanie.

Przep 69. Pomiar poziomu cieczy metodą nurnikową.

Przep 70. Pomiar poziomu cieczy metodą pływakową.

Przep 71. Pomiary poziomu metodą ciśnieniową i bąbelkową.

72. Higrometr włosowy, zasada działania, podstawowe parametry.

PL 73. Jaka jest i od czego zależy dokładność stroboskopowej metody pomiaru prędkości obrotowej.

PL 74. Pomiar prędkości liniowej obiektów z zastosowaniem efektu Dopplera

75. Uzasadnić jaki parametr ruch drgającego jest łatwo mierzalny przy wysokiej częstotliwości drgali.

76. Co to jest stała czujnika konduktometrycznego , z czego wynika i jak ją się wyznacza.

Przep 77. Przepływomierze zwężkowe . zasada działania, podstawowe parametry.

1. Co daje stosowanie więcej niż jednego tensometru w układach pomiarowych?

W ten łatwy sposób można wyeliminować wpływ temperatury na dokładność pomiaru, gdyż dobre wyniki osiąga się w układzie z dwoma jednakowymi tensometrami włączonymi w dwa ramiona. Oba czujnika R_t1 i R_t2 znajdują się w jednakowych warunkach temperaturowych, lecz tylko jeden ulega naprężeniom. Ze względu na zwiększenie czułości i kompensację temperaturową tensometry łączy się w układ pełnego mostka lub półmostka

2. Czujnik a przetwornik - wyjaśnić różnice .

Przetwornik pomiarowy to wejściowy element toru wejściowego, reagujący na podaną na wejściu wielkość fizyczną dający na wyjściu sygnał innej wielkości fizycznej (np. elektrycznej). Y = f(X) jest to funkcja przetwarzania przetwornika, powinna być ona powtarzalna. Czujnik jest pojęciem ogólnym, bowiem zbudowany jest z kilku przetworników prostych.

Przetwornik -to wyjściowy element toru pomiarowego reagujący na podaną wejściową wielkość fizyczną, pojawieniem się na wyjściu sygnału przedstawiającego inna wielkość fizyczną, różniącą się od wielkości wejściowej rodzajem nośnika lub wartością parametru informacyjnego, przy czym sygnały wejściowe i wyjściowe są ze sobą jednoznacznie powiązane funkcjonalnie.

Czujnik -składa się z m-liczby przetworników. Czujnik to coś, co reaguje na zmianę parametru nieelektrycznego i przetwarza wielkość nieelektryczną na wielkość elektryczną

3. Czujnik inteligentny - definicja , budowa , zastosowanie.

Zbudowany jest z mikroprocesorów, które umieszcza się możliwie blisko czujników, przejmują one od komputera głównego realizację wszystkich działań programowych związanych z bieżącym funkcjonowaniem tych czujników. Czujniki takie są mniej wrażliwe na zakłócenia, gdyż całe przetwarzanie sygnału ma miejsce w przetworniku, dodatkowo pozwalające na korekcje przetwarzania oraz na wyeliminowanie wybranych wielkości wpływowych. Mają one możliwość realizowania części procedur pomiarowych w postaci cyfrowej wg. ściśle określonego algorytmu, przez co oprogramowanie staje się integralną częścią przyrządu i decyduje o jego właściwościach metrologicznych

4. Czym różni się pirometr dwubarwowy od innych pirometrów?

Pirometr dwubarowy: Barwa ciała wysyłającego promieniowanie cieplne widzialne-poczynając od ciemnoczerwonej zależy od temperatury. Własność tą wykorzystuje się w pirometrze dwubarowym. Pirometr optyczny całkowitego promieniowania: Zasada działania opiera się na pomiarze natężenia promieniowania całkowitego zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna. Ilość energii wymienianej przez promieniowanie między dwoma doskonale czarnymi ciałami zależy jedynie od temperatury powierzchni tych ciał. Pirometr fotoelektryczny: Zasada działania polega na pomiarze sygnału elektrycznego wytwarzanego w fotoelementach, na których jest skupiane promieniowanie cieplne wysyłane przez ciało badane. Zakres długości fal promieniowania wykorzystywanych w danym pirometrze fotoelektrycznym zależy od czułości widmowej zastosowanego fotoelementu, przepuszczalności widmowej soczewki lub filtru. Pirometr monochromatyczny z zanikającym włóknem: Pomiar polega na porównaniu luminancji ciała badanego i włókna żarówki pirometru w jednej długości fal (w jednej barwie) zapewnionej przez odpowiedni filtr stojący na drodze obserwowanego promieniowania. Odczyt następuje, gdy obraz włókna żarówki zniknie na tle badanego obiektu.

W pirometrach dwubarwnych wykorzystuje się fakt, iż barwa ciała wysyłającego promieniowanie cieplne widzialne zależy od temperatury. Oko ludzkie jest czułe na zmiany barw, stąd przez porównanie barwy danego ciała z barwą ciała doskonale czarnego o znanej temperaturze można określić jego temperaturę.

Różni się zasadą działania: do oka obserwatora dochodzi strumień promieniowania poprzez filtr dwubarwny złożony z dwóch uzupełniających się pryzmatów (zwykle czerwony i zielony).Ze wzrostem temp. Zwiększa się natężenie promieniowania odpowiadające barwie zielonej a maleje czerwonej. Poruszając pryzmatami znajdziemy tylko jedno położenie przy którym zaobserwujemy barwę szarą (powstaje z dwóch dopełniających się pryzmatów przy równości natężeń promieniowania). Z położenia tych pryzmatów możemy odczytać natężenie promieniowania. Zakres : 1200-1900stopni C; niedokładność 20-30stopni celciusza.

5. Gdzie i dlaczego stosuje się przewody kompensacyjne?

Stosuje się je w pomiarach temperatury dokonywanych przy użyciu termopar, za ich pomocą przenosi się mierzony sygnał (dokonuje tego spoina odniesienia), z głowicy do miejsca gdzie utrzymanie stałej temperatury nie nastarcza żadnych problemów. Często punkt pomiaru temp. znajduje się w pewnej odległości od pozostałej części układu. Do połączenia termoelementu z układem stosujemy przewody kompensacyjne-ich charakter termiczny powinien być taki sam jak przewodów termoelementu.

6. Impedancyjne metody pomiaru wilgotności.

Metoda rezystancyjna opiera, się na zmianie rezystancji pomiędzy elektrodami czujnika w funkcji zawartości wody zaabsorbowanej przez czujnik z otaczającego go badanego gazu. Ilość wody zaabsorbowanej zależy od własności sorbcyjnych czujnika. Jako materiały sorbcyjne stosuje się nienasycone roztwory soli lub kwasów oraz inne ciała stałe o dużej sorbcji. Wyróżnia się trzy specyficzne odmiany tej metody:

- elektrolityczną: woda wpływa na stężenie elektrolitu, a przez to na jego rezystancję,

- kulometryczna: mierzy się prąd elektrolizy,

- sorbcyjną: mierzy się zmiany rezystancji głównie powierzchniowi

2. Metoda pojemnościowa może mieć dwie odmiany. Pierwsza opiera się na zmianie przenikalności elektrycznej gazu w funkcji jego wilgotności. Zmiany to są małe, wynoszą około kilku setnych procenta w warunkach normalnych w całym zakresie zmian wilgotności. Pomiar tak małych przyrostów pojemności kondensatora wypełnionego badanym gazem jest obarczony dużym błędem. Drugi typ metody pojemnościowej bazuje na materiale sorbcyjnym jako dielektryku kondensatora. Woda charakteryzuje się dużą przenikalnością elektryczną /około 80 przy 25 C/ i w warunkach, gdy współczynnik suchego dielektryka jest mały, zmiany pojemności w funkcji wilgotności gazu mogą być duże. Zarówno czujniki cienkowarstwowe jak i wykonywane technologią półprzewodnikową mogą być stosowane również do pomiaru wilgotności ciał stałych w oparciu o równowagową metodę pomiaru, W metodzie tej podstawowym warunkiem jest konieczność zbliżenia czujnika do powierzchni badanego materiału bez zaburzenia równowagi sorbcyjnej pomiędzy gazem nad powierzchnią ciała stałego i tym ciałem stałym. 'Ze względu na bardzo małe wymiary czujników cienkowarstwowych i półprzewodnikowych można dobrze spełnić ten warunek.

7. Induktosynowe przetworniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

Induktosyn- przetwornik mech.-elektr. o drukowanych uzwojeniach na stojanie i wirniku.

Induktosyn odbiorczy- wielkościami wejściowymi są napięcia doprowadzone do stojana, wielkością wyjściową jest położenie kątowe wirnika, lub napięcie wirnika.

Induktosyn może być typu liniowego albo kołowego z liniową lub kołową skalą. Głowica i skala tego czujnika ma płaską budowę; cewka na „skali” wykonana jest metodą fotochemiczną. Na płaskiej skali czujnika umieszczona jest cewka stojana. Induktosyn jest rodzajem resolwera o płaskiej budowie. W głowicy znajdują się dwie cewki przesunięte względem siebie w przestrzeni o kąt 90°. Zmiana pozycji głowicy względem skali powoduje zmianę indukowanego napięcia. Induktosyn może działać z modulacją amplitudy napięcia, indukując pulsujące pole magnetyczne, lub z modulacją fazy, wytwarzając pole wirujące.

8. Jak definiuje się wilgotność względną powietrza?

Wilgotność względna powietrza - jest to stosunek ciśnienia cząsteczkowego PARY do ciśnienia nasycenia PARY NASYCONEJ przy panującej temperaturze: φ=(P_w/P_n)100% Powietrze jest to gaz jednorodny o ciśnieniu barometrycznym zawierający parę wodną. P_w-ciśnienie pary wodnej, P_n-ciśnienie nasycenia pary wodnej, t-temperatura (stała). Wielkość ta decyduje o intensywności odparowywania nawilgocenia przedmiotów oraz o procesach biologicznych.

9. Jaka jest i z czego wynika osiągalna dokładność pomiarów przesunięcia metodami impulsowymi?

Osiągalna dokładność pomiarów przesunięcia liniowego metodami impulsowymi wynosi 0,001% i wynika z ograniczonej rozdzielczości przetwornika. (Metody fotochemiczne pozwalają nanieść od 200 do 500 linii na 1mm-stąd osiągalna rozdzielczość tego przetwornika jest na poziomie 1μm).

10. Jaki rodzaj czujników indukcyjnościowych można za stosować do pomiaru przesunięć liniowych na poziomie kilku mm?

przez zmianę szczeliny powietrznej w rdzenie ferromagnetycznym dławika zmianą oporu magnetycznego, czyli reluktancji rdzenia- stąd ich nazwa „czujniki reluktancyjne”

11. Jakie czynniki wpływają na stałą czasową czujników temperatury?

Zgodnie ze wzorem: τ=c_w*m/α*s na stałą czujnika wpływają: c_w-ciepło właściwe materiału czujnika; m- masa czujnika; s-pole pow. czujnika; α - jednostkowy wsp. wymiany ciepła. Wszystkie te parametry są dla czujnika bez obudowy. Stałe czasowe silnie zależą od konstrukcji czujnika i warunków pracy czujników (od ułamków sek. do minut). Decydujący wpływ ma wymiana ciepła między czujnikiem a ośrodkiem wymiany (zależy od wsp. przejmowania ciepła α - które jest silnie zależne od temperatury).

a)środowisko

b)temperatura otoczenia

c)wilgotność powietrza

d)warunki fizyko-chemiczne w środowisku otaczającym

e)pojemność cieplna czujnika (c)

f)powierzchnia styku ośrodka (A)

Na stałą czujnika wpływają wszelkiego rodzaju osłony (przed zniszczeniem czy zabrudzeniem) oraz wypełniacze wprowadzone między osłonę i czujnik. Np. termoelement: bez osłony(stała czasowa kilkanaście sekund) z osłoną (kilkadziesiąt sekund) z wypełniaczem (2-3 minuty

12. Jakie są i z czego wynikają zasady rozmieszczenia tensometrów w membranowym przetworniku ciśnienia?

Rozkład naprężeń radialnych oraz tangecjalnych na powierzchni membrany, wskazuje na możliwość umieszczenia tensometrów na powierzchni membrany w taki sposób, by dwa z nich były poddane naprężeniom rozciągającym, a dwa - ściskającym. Pozwala to na połączenie tensometrów w układ mostka czteroramiennego. Tensometry na powierzchni membrany mogą być wykonane jako metalowe i foliowe, przeznaczone do naklejania na membranę lub gotowe membrany z tensometrami już naniesionymi

13. Jakimi parametrami powinny się charakteryzować przewody kompensacyjne?

Przewód musi być wykonany z tych samych dwóch metali, z których jest wykonany czujnik, lub z metali o tych samych własnościach termoelektrycznych. Kable kompensacyjne muszą być bezpośrednio galwaniczne połączone, poprzez splatanie lub zaciskanie w tym samym zacisku. Przewody nie powinny wpływać na zmianę wartości mierzonej.

Ich charakterystyka termoelektryczna powinna być identyczna z charakterystyką termometryczną termoelementów, z którymi mają współpracować w praktyce jest to zgodne do 200°C

14. Kodowe przetworniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

W czujnikach kodowych każdej wartości mierzonego przemieszczenia przyporządkowany jest kod cyfrowy, odczytywany bezpośrednio z urządzenia kodującego. Jako urządzenia kodującego stosuje się listwy, tarcze i bębny kodujące. Przy przemieszczeniu się maski względem nieruchomej linii odczytu kodu, z elementów odczytujących otrzymujemy wartość przemieszczenia w kodzie np. dwójkowym. Przejście z jednej dyskretnej wartości do drugiej związane jest ze zmianą kodu w jednej lub w wielu pozycjach. Parametry: q- rozdzielczość czujnika, dokładność, zakres pomiarowy.

15. Liczba Reynoldsa i jej znaczenie w pomiarach przepływów .

Wartość, która odnosi się do ruchu ciał w płynach lub gazach. Opisana jest wzorem:

Pozwala ona na porównanie ze sobą różnych cieczy. Jeśli mimo fizycznych różnic między sobą liczby te pozostają podobne, to wzory jak i zachowania porównywanych cieczy również są bardzo do siebie zbliżone.

16. Metody eliminacji błędów odczytu w kodowych czujnikach przesunięć liniowych.

Eliminację niejednoznaczności odczytu kodu w układach realizuje się metoda podwójnej szczotki lub metodą Barkera. Metoda podwójnej szczotki polega na zastosowaniu we wszystkich pozycjach oprócz najmłodszej dwóch elementów odczytujących, przesuniętych względem siebie o odległość równą połowie rozdzielczości.

W metodzie Barkera wykorzystuje się też dwa elementy odczytujące we wszystkich pozycjach maski, oprócz najmłodszej, z tym że elementy te są rozmieszczone w stosunku do linii odczytu na odległość

W obu metodach maska wykonana jest w zwykłym kodzie dwójkowym.

Elementów odczytujących nie da się umieścić idealnie w linii. Elementy odczytujące są umieszczone niedokładnie, może zatem wystąpić dowolna wartość. Prowadzi to do dużych błędów i niejednoznaczności odczytu. Metoda eliminacji: zastosowanie kodu Graya, metoda podwójnej szczotki, metoda Barkera, cykliczne kody rekurencyjne, niewielka grubość przesłony czytnika.

17. Metody kompensacji wpływu temperatury na czujniki tensometryczne

Stosowanie kompensacji wpływu temperatury jest konieczne, gdyż temperaturowy współczynnik rezystancji tensometru półprzewodnikowego jest znaczny i powoduje duże błędy pomiarowe przy braku kompensacji. Z uwagi na te błędy tensometry czynne i kompensacyjne należy dobierać specjalnie pod względem identyczności współczynników temperaturowych rezystancji. Dla osiągnięcia dokładnej kompensacji trzeba ponadto zapewnić równość rezystancji początkowych oraz temp. wszystkich tensometrów.

αt - współczynnik rozsze. tenso. αp - wsp. roz. podł.

- stosowanie specjalnych tensometrów takich aby αp = αt, - poprzez umieszczenie tensometru kompensacyjnego w sąsiednich gałęziach mostka

- stosowanie termopar kompensacyjnych umieszczonych w sąsiedztwie mostka włączonego w układ mostka.

18. Na czujniku cienienia zostało napisane: Ciśnienie nominalne: 5 MPa Czułość : 1 mV/V Wyjaśnić , co to oznacza.

Oznacza to, że jeżeli obciążymy czujnik ciśnieniem nominalnym 5 MPa to na wyjściu pojawi się napięcie 1mV na każdy przyłożony 1V zasilania.

19. Na rysować i opisać układ do pomiaru temperatury termoelementem.

Najprostszym i często jeszcze stosowanym w przemyśle jest układ termoelementu termoelektrycznego z miliwoltomierzem magnetoelektrycznym lub elektronicznym. Miliwoltomierz ma podziałkę przedstawioną w stopniach temperatury. Są to miliwoltomierze wysokoomowe by zminimalizować błąd związany ze zmiana rezystancji zewnętrznej. Pomiar odbywa się w zasadzie bez poboru prądy.

20. Narysować mostek tensometryczny z uwzględnieniem elementów kompensacyjnych

i wyjaśnić ich rolę .

Ponieważ mostek tworzą cztery rezystory, więc w przypadku mostka tensometrycznego stosuje się dwa lub cztery tensometry. Przy dwóch tensometrach jeden z nich musi pełnić zadanie kompensatora wpływu temperatury (bez wpływu odkształceń przepony). Przy czterech tensometrach dwa spełniają zadanie kompensatorów temperatury. Stosowanie kompensacji wpływu temperatury jest konieczne, gdyż temperaturowy współczynnik rezystancji tensometru półprzewodnikowego jest znaczny i powoduje duże błędy pomiarowe przy braku kompensacji.

21. Pirometry dwubarwowe, zasada działania , zalety , wady, parametry.

Pomiar stosunku natężenia dla dwóch długości fal - dwóch barw. Obserwator patrzy na ciało przez dwubarwny filtr czerwono - zielony. Filtr należy tak przesuwać, aby osiągnąć barwę szarą. Temperaturę odczytuje się z położenia filtra. T jest niezależne od ε (wspł. emisyjności) pod warunkiem, że fale są jednakowe lub ulegają jednakowej zmianie dla dwóch fal.

Czynniki zakłócające to: pyły, para wodna, sama obudowa.

Błędy kalibracji to: obudowa, układ elektryczny, system optyczny, błędy linearyzacji.

Błędy pomiaru to: błąd ε, błąd z promieniowania otoczenia, błąd strat po drodze.

Do oka obserwatora dochodzi strumień promieniowania poprzez filtr dwubarwowy złożony z dwóch uzupełniających się pryzmatów (zielony i czerwony). Ponieważ ze wzrostem mierzonej temperatury zwiększa się natężenie promieniowania odpowiadającego barwie zielonej a maleje to odpowiadające barwie czerwonej. Istnieje tylko jedno

położenie pryzmatów, przy których obserwator widzi barwę szarą jaka powstaje z dwóch uzupełniających się barw przy równości natężeń promieniowania. Zakres 1200 - 1900°C, niedokładność pomiaru rzędu ± (20 ... 30°C).

22. Współczynnik emisyjności i jego znaczenie w termometrii radiacyjnej.

Wszystkie ciała odbijają, przepuszczają oraz emitują energię. Gdy pirometr mierzy temperaturę powierzchni dociera do niego jednocześnie energia pochodzącą ze wszystkich trzech źródeł. Jedynie energia emitowana przez ciało wskazuje na jego temperaturę - dlatego należy ograniczyć wpływ energii pochodzącej z odbić i transmisji. Dla ciał nieprzezroczystych (dla danej długości fali podczerwieni) można założyć, że transmisja jest równa zero. Błędy pomiaru są więc spowodowane przez energię podczerwieni odbitą pochodzącą np. ze źródeł światła. Aby wyeliminować ten wpływ określa się tzw. współczynnik emisyjności. Dla przykładu: emisyjność 0,95 oznacza, że tylko 95% energii pochodzi od ciała (i wskazuje na jego temperaturę), a pozostałe 5% to skutek odbić

23. Pirometry radiacyjne, zasada działania , podstawowe parametry.

Pirometry radiacyjne reagują na całkowite promieniowanie - w całym widmie częstotliwości fal termicznych. Promieniowanie termiczne wnika przez przesłonę do pirometru, gdzie za soczewką zostaje skupione na powierzchni aktywnej detektora. Dodatkowy układ optyczny pozwala na śledzenie przez operatora powierzchni o mierzonej temp. Ze względu na wzorcowanie pirometrów radiacyjnych dla energii promieniowania ciała doskonale czarnego (ε=1), przy pomiarze temp. ciała o współczynniku emisyjności ciała szarego mniejszym od 1, temp. rzeczywista T_Kr będzie wyższa od temp. T_Kw wskazywanej przez pirometr.

24. Pirometry ze znikającym włóknem , zasad a działania , podstawowe parametry.

Obserwator dokonuje porównania luminacji włókna lampy sterowanej rezystorem przesuwnym z luminacją obiektu. Temperatura sczytywana jest z amperomierza wyskalowanego w jednostkach temperatury dla jednakowej luminacji obiektu i włókna (obraz włókna zlewa się z obrazem obiektu).

25. Pirometry, zasady działania , zastosowanie.

Pirometry są przyrządami służącymi do bezstykowego pomiaru temperatury wykorzystując promieniowanie temperaturowe wysyłane przez ciało lub ośrodek badany w zakresie fal widzialnych i podczerwieni (0.4-20μm). Rodzaje pirometrów: p. całkowitego promieniowania - p. radiacyjne w których detektor nagrzewa się przez padające promieniowanie, p. pasmowe - wykorzystujące pewne pasmo promieniowania a sygn. wyj. powstaje w wyniku działania strumienia świetlnego na detektor fotoelektryczny, p. dwubarwne - bazują na pomiarze stosunku natężenia promieniowania dla dwóch dł. fal. Działanie pirometrów optycznych opiera się na pomiarze ilości energii wypromieniowanej z nagrzanego obiektu.

26. Podstawowe czynniki wpływające na wybór czujnika i metody pomiaru.

• szybkość pomiaru

• wymagana dokładność pomiarowa

• zakres i charakter badanych wielkości( dynamika, stała czasowa)

• wielkość i masa czujnika

• wpływ na parametry obiektu ( nie obciążanie obiektu)

• warunki zewnętrzne pomiaru( zasolenie, temp., wilgotność)

• cena czujnika

• stopień skomplikowania aparatury pomiarowej

27. Podstawowe parametry charakteryzujące czujnik.

- czułość S=dy/dx ≅Δy/Δx - dla char. liniowej y=f(x) dla char. nieliniowej trzeba liczyć różniczki

-stałość C= 1/S

-zakres pomiarowy [Xmin, Xmax ; Ymin, Ymax]

-dokładność przetwarzania: max błąd względny w zakresie pomiarowym

-błąd nieliniowości

-próg czułości: najmniejsza wartość sygnału wejściowego, którą możemy zmierzyć przy pomocy danego miernika

-zmiana czułości

-histereza

28. Podstawowe parametry i zastosowanie Ni 100.

Generalnie Ni 100 jest czujnikiem niklowym do pomiaru temperatury o rezystancji 100 omów w temperaturze 0°C. Nikiel jest wykorzystywany do budowy termometrów rezystancyjnych, w których do pomiaru temperatury wykorzystuje się zależność rezystancji metalu od temperatury do przetwarzania temperatury na sygnał elektryczny. Charakterystyka przetwarzania opisująca za­leżność rezystancji tego materiału od temperatury jest w przybliżeniu liniowa. R_t =R₀ (1+α⋅t+β⋅t²), gdzie: R0 - rezystancja w temp. 0°C, t - temp. powyżej 0, α, β - temperaturowy współczynnik re­zystancji. Nikiel jest stosowany w wąskim zakresie temperatur, ze względu na to, iż w wyższych temperaturach zmienia się struktura krystaliczna niklu i dlatego ma on nieliniową charakterystykę.

Parametry: - czułość 0,64Ω/K, - zakres pracy -60°C - +200°C, - temp. topnienia 1455°C, - tani i duża czułość.

29. Podstawowe parametry i zastosowanie Pt 100.

Generalnie Pt100 jest czujnikiem platynowym do pomiaru temperatur o rezystancji 100 omów w temperaturze 0st.C. Platyna jest wykorzystywana do budowy termometrów rezystancyjnych, w których do pomiaru temperatury wykorzystuje się zależność rezystancji metalu od temperatury do przetwarzania temperatury na sygnał elektryczny. Charakterystyka przetwarzania opisuje zdolność rezystancji tego materiału od temperatury jest w przybliżeniu liniowa i można ją opisać następującym wzorem: Rt=R0(1+αt+βt^2) gdzie R0 - rez. W temp. 0 C, t - temp. Powyżej 0,

α,β - wsp. temperaturowy. rezyst. wzór jest właściwy dla zakresu temperatur od 0 do 630 st.C., dla temp. Mniejszych od 0st.C zmieniają się wartości alfa i beta oraz dochodzi nowy współczynnik gamma.

30. Podstawowe parametry i zastosowanie termoelementu PtRh -Pt.

Dokładność; Stałość parametrów; Zakres temperatury pracy: -50 -1600C; Niska czułość: ^6-12uV/K; Używane jako wzorcowe i kontrolne do środowisk utleniających(kotłownie, paleniska, stanowiska obróbki cieplnej itp.) E(1600C)<25mV.

31. Pojemnościowe czujniki małych (kilka mm) przesunięć liniowych.

Czujniki te wykorzystują zależność pojemności kondensatora od odległości między okładkami C=(E*S)/d. Przykładem może być różnicowy czujnik pojemności. Przy symetrycznym ustawieniu elektrody ruchomej pojemności C1 i C2 są równe Przesunięcie elektrody ruchomej w kierunku jednej z elektrod bocznych powoduje wzrost jednej pojemności i zwiększenie drugiej. Mostkowy układ z fazoczułym miernikiem umożliwia pomiar przesunięć od mikrometrów do pojedynczych mm.

32. Pomiar wilgotności powietrza metodą punktu rosy.

Metoda ta polega na pomiarze temp., do której trzeba ochłodzić gaz aby doprowadzić go do stanu nasycenia przy stałym ciśnieniu i przy pomocy wykresu i obliczeń jednoznacznie wyznaczyć wilgotność względną. Służą do higrometry kompensacyjne. Światło pada na bloczek i odbija się od lustra i pada na fotoelement. Układ sterowania włącza chłodzenie do momentu, aż na lustrze pojawi się para wodna. Wówczas światło się rozprasza co zmniejsza ilość światła padającego na fotoelement 50% od stanu nominalnego. Układ sterowania włącza grzanie i rosa odparowuje. Cykl się powtarza i uzyskujemy ustaloną temperaturę bloczka. Mając wykres odczytujemy ciśnienie i mamy wilgotność. Układ najczęściej wyposażony jest w procesor.

33. Porównać parametry tensometrów półprzewodnikowych i metalowych.

Material: M- konstantan, nichrom, elimbwar; P- german, krzem z domieszkami ;

Grubość : M- drut o średnicy 12-50µm, folia o grubości 3-8µm ; P- 20-100µm

Rezystancja: M- 120,300,350,500,600,1000Ω; P- od kilkudziesięciu - kilkuset kΩ

Dokładność utrzymania wartości rezystancji: M- <0.3%; P- bez normalizacji.

Stała k: M- 2,1-konstantan,3,6-elimbwar; P- ±(100-200)

Liniowość: M- 0,1%-4 promili(0,4%); P- 1%-5%.

Zakres pracy: M - 0,5% ; P- 0,5%.

Dopuszczalne E: M- drut.1 % µD, foliowe 3%µD ; P- zależny od zakresu pracy.

Czułość poprzeczna: M- drutowe -4 -0,1 % ,foliowe -0 2-2 % foliowe ; P- 0, 1 % .

Temperaturowy współczynnik rez. : M-4*10^-6-3*10^-5 ; P-6*10^-4-3*10^-3

Próg czułości : M-0,1µD (mikrodefortmacji) ; P- 0,001 µD.

Zastosowanie: M- pomiary sił, ciśnień, przemieszczeń; P- pomiary ciśnień.

Tensometry metalowe:

• bardziej liniowe

• mały współczynnik temp rez.

Tensometry półprzewodnikowe:

• bardziej czułe

• zdolne do pomiaru bardzo małych odkształceń

• nie reagują na odkształcenia poprzeczne dzięki anizotropowości

34. Porównać termorezystory metalowe z termistorami.

Termorezystory:

- liniowa charakterystyka przetwarzania

- duza stałość parametrów

- dodatni współczynnik temp. Zmian rezystancji

- mniejsza rezystywność

- mniejsza czułość

- większe rozmiary

- podobny zakres pracy

Termistory:

- nieliniowa

- niewielka stałość parametrów

- ujemny WSP. Temperaturowy rez.

- większa rezystywność

- wieksza czułośc

- mniejsze rozmiary

35. Półprzewodnikowe czujniki ciśnienia .

W przetwornikach piezorezystancyjnych z membraną krzemową wykorzystuje się efekt piezorezystywności występujący w monokrystalicznym krzemie. Elementem reagującym na ciśnienie jest cienka, o grubości od 1um do 25 um kwadratowa lub kołowa membrana, w którą zaimplementowano piezorezystory. Tensometry pod wpływem ugięcia membrany są rozciągane, a to powoduje zmiany rezystancji tensometru. Przetworniki piezoelektryczne, bazują na bazie krzemu i technologii hybrydowych. Elementem sprężystym jest membrana półprzewodnikowa o różnym kształcie. Tensometry pod wpływem ugięcia membrany są rozciągane, a to powoduje zmiany rezystancji tensometru.

Podstawowe parametry:

36. Prądnice tachometryczne prądu stałego , budowa, parametry.

Są one budowane jako obcowzbudne lub ze wzbudzeniem magnesami stałymi. Napięcie wyjściowe prądnicy ma przebieg pulsujący i zawiera składową zmienną o małej częstotliwości. Uzwojenie prądnicy tachometrycznej umieszczone jest na wirniku; uzwojenie wzbudzające (lub magnesy stałe) w stojanie. Napięcie wyj. odprowadza się przez komutator i szczotki. Parametry (???): współczynnik proporcjonalności, strumień magnetyczny, prędkość obrotowa.

Prądnice tachometryczne prądu stałego budowane są jako

obcowzbudne a) lub ze wzbudzeniem magnesami trwałymi b).

Podstawowymi źródłami błędów są:

• zmiana prądu wzbudzenia (wymagane stabilizowanie zasilania) i zmiana indukcji magnesów z upływem czasu

• wpływ temperatury na rezystancję uzwojeń i właściwości magnesu

• pulsacje mało- i wieloczęstotliwościowe

• nieliniowość charakterystyki wywołana oddziaływaniem twornika

• zmiana obciążenia

• zużycie szczotek

37. Przepływomierze masowe - zasady działania .

Przepływ masowy - masa cieczy lub gazu przepływającego w jednostce czasu przez przekrój poprzeczny rury.

Zasada działania przepływomierzy opiera się na pomiarze odkształcenia rury z płynącym medium wywołanego przez siłę Coriolisa. Wartość siły i powodowanego przez nią odkształcenia jest proporcjonalna do prędkości ruchu i gęstości medium. Tym samym odkształcenie rury z medium jest proporcjonalne do przepływającego przez nią strumienia masy medium. Dla celów pomiaru rura z medium wprawiana jest w swobodne drgania sinusoidalne, których częstość wynika z częstości drgań własnych układu masowosprężystego przepływomierza. W czasie przepływu medium siła Coriolisa działając na drgającą rurę powoduje jej odkształcenie, które jest mierzone jako przesunięcie fazowe drgań przez nieruchome względem drgającej rury cewki elektromagnetyczne.

38. Psychrometryczna metoda pomiaru wilgotności powietrza

Metoda polega na pomiarze różnicy temperatur pomiędzy temp. badanego gazu, a temp. ”termometru mokrego”. Jeśli obok siebie umieścimy dwa termometry i na jeden z nich nałożymy namoczoną tkaninę, to termometr mokry wskaże niższą temperaturę T_m niż suchy T_s który wskazuje rzeczywistą temperaturę gazu. Jest to różnica psychometryczna

39. Rodzaje przetworników mechanicznych i ich znaczenie w pomiarach wielkości nieelektrycznych.

Przetwarzają wejściową wielkość nieelektryczną na inną wielkość nieelektryczną typu mechanicznego.

- sprężyste - (belka płaska jednostronnie zamocowana, pierścień, walec, sprężyna, rurka Bourdona) służy do pomiaru ciśnień, sił, momentów sił,

- sejsmiczne - do pomiaru ruchu drgającego: przemieszczeń, prędkości, przyspieszeń,

- dylatacyjne - pomiar temperatury,

- hydrostatyczne - (rurki, turbinki, belka jednostronnie zamocowana), do pomiaru przepływu, prędkości przepływu, ciśnienia, a także do pomiaru prędkości samolotów.

40. Rotametr, zasada działania , zastosowanie.

Przyrząd do pomiaru natężenia przepływy cieczy i gazów z pływakiem reagującym na zmiany natężenia przepływu. Pływak powoduje utrzymanie stałego spadku ciśnienia, a np. wzrost natężenia przepływu powoduje jego unoszenie do góry i zwiększanie pola przepływu badanego czynnika. Zastosowanie: przeznaczone są do pomiaru małych i średnich natężeń przepływu cieczy i gazów w instalacjach laboratoryjnych, doświadczalnych, i przemysłowych.

41. Silistory, budowa, podstawowe parametry.

Sylistory (budowa) - z krzemowych elementów termorezystancyjnych z domieszką antymonu. Wykorzystuje się je do pomiaru od -5st do 157stC. Produkowane są o nominalnej rezystancji 1000ohm w 100stC

42. Stroboskopowa metoda pomiaru prędkości obrotowej - zalety , wady, dokładność .

Obraz impulsowy, ruchomego przedmiotu może być dobrze widoczny i mieć dużą wartość informacyjną, gdy oświetlimy go okresowym światłem impulsowym lub przy stałym oświetleniu przysłaniać go periodycznie przed okiem. Odczyt szukanej częstotliwości, a więc i prędkości obrotowej, może być dokonany bezpośrednio ze skali generatora stroboskopu. Aby uniknąć w pomiarze błędu, należy zwiększać częstotliwość generatora błysków f_o, aż do momentu, gdy pojedynczy obraz znaku wyróżniającego pojawi się ostatni raz. Dla upewnienia sprawdzamy czy przy podwójnej częstotliwości stroboskopu 2f_o, pojawi się obraz podwójny. Zalety: - możliwość bardzo prostego i szybkiego pomiaru, Wady: - niekorzystny przy bardzo małych prędkościach (wykorzystując pojedynczy znak), - utrudniony odczyt przy silnym oświetleniu zewn. Dokładność: - zawiera się w przedziale 1-3%

43. Tensometry - rodzaje, parametry, zastosowanie.

Rodzaje: drutowe (na podkładce drut oporowy o duzej rezystywności), foliowe(z folii metalowej przyklejonej do elastycznego izolacyjnego nośnika), półprzewodnikowe(wykonane w postaci płytek krzemowych)

Zastosowanie: pomiar odkształceń, ciśnienia, siły

Parametry: czułość, liniowość, Rez. Nominalna, Zakres pracy

44. Termistory, rodzaje, podstawowe parametry .

Rezystory z domieszkami tlenków, siarczków, krzemianów i innych metali. Ich charakterystyki zalezą od składu chemicznego i technologii wykonania.

PTC - o dodatnim współczynniku temperaturowym (stosowane do wykrywania przekroczenia wybranej temperatury)

NTC - o ujemnym współczynniku temperaturowym (do pomiarów temperatury)

Parametry w pyt 34.

45. Termoanemometr stałotemperaturowy , zasada działania , zastosowanie .

Termoanemometr - przepływający płyn odbiera energię cieplną z nagrzanych elementów, rezystorów, termistorów itd. Miarą prędkości płynu opływający element jest zmiana rezystancji spowodowana zmniejszaniem temperatury

Zasada działania:

Przy pomiarze ruchu. Drut rozwinięty pomiędzy wolframowymi pręcikami płynie prąd i nagrzewa go do temp. Kilkuset stopni w przypadku, gdy prad przepływa jest równa zeru. Kiedy nastepuje ruch płynów nastepuje ostudzanie druciku i zmniejszenie jesgo rezystywności, a co za tym idzie zmniejsza się napięcie drucie przetw.

Stosuje się głównie do pomiaru ruchów powietrza.

46. Termometr szumowy, zasada działania , podstawowe parametry.

Zasada działania opiera się na teorii kwantowej opisujące ruch termiczny cząstek elementarnych, która ma miejsce w całek materii. Różniczka średniokwadratowej wartośći średniej napięcia szumu cieplnego jest zależna od temperatury.

Układy pomiarowe + wzorek

Wartość średnia szumu=0

Wartość średniokwardratowa

f- pasmo częstotliwości mierzonego szumu

Wart. średniokwadratowe nap. są bardzo małe. Tak małe wartości napięcia należy w pierwszej kolejności wzmocnić, a następnie poddać dalszemu przetworzeniu (pierwszy stopień wzmacniacz). Kolejny stopień filtr ograniczenie pasma częstotliwości, następnie podniesienie do kwadratu i uśrednienie.

47. Prze pływomierze korelacyjne.

Polega na wyznaczaniu czasu przepływu pomiędzy dwoma punktami pomiarowymi, w których znajdują się czujniki. Te punkty oddalone są o pewną odległość. mierzą fragment cieczy. Czas, jaki ciecz potrzebuje, by przejść z punktu jednego pomiarowego do drugiego nazywamy czasem opóźnienia transportowego. Objętość natężenia przepływowego:

s- pole przekroju poprzecznego przepływu

d - odległość pomiędzy pkt pomiarowymi

τ - czas opóźnienia transportowego

48. Transformatorowy, różnicowy przetwornik dużych przesunięć liniowych; budowa, zalety wady.

Budowa: Są trzy cewki. Środkowa zostaje zasilana, w pozostałych indukuje się napięcie, które jest proporcjonalne do przemieszczenia. Przemieszczenie rdzenia zmienia współczynnik sprzeżenia magnetycznego pomiędzy cewkami bocznymi a środkową. Z samej wart różnicy napięć możńa określić kierunek przemiesczenia, która zawarta jest w kącie przesunięcia fazy.

Wady: podatnośc na zakłócenia, tylko do wolnozmiennych

Zalety: mogą być budowane modułowo, stosunkowo dobry pomiar na duzych odległościach

49. Transformatorowy, różnicowy przetwornik małych (kilka mm) przesunięć liniowych; budowa, zalety wady.

Wady: koniecznośc wytwarzania dużych częstotliwości do zasilania

Zalety: b. dobre własciwiści eksploatacyjne, małe błędy, b. duza dokładnośc przetwarzania

Laszla: przetworniki małych przesunięc nazywają się induktosyny. Budowane z mendrami.

50. Transsonarowe czujniki przesunięć linowych, zasada działania , podstawowe parametry.

Czujniki transsonarowe wykorzystują fale ultradźwiękowe. Źródłem fali ultradzwięk. Jest przetwornik piezoelektryczny, magnetostrykcyjny, elektrostatyczne, elektrodynamiczne lub inne. Pomiar polega na pomiarze czasu drogi przebytej przez falę impulsowo wysłanej i odbitej od obiektu do (od) którego mierzymy odległość. Podstawowe parametry to: zakres pomiarowy (zasięg), dokładność, częstotliwość fali ultradźw., częstotliwość wysyłanych impulsów (szybkość pomiaru obiektu w ruchu)

51. Porównać czułość termorezystorów z termoelementami.

52. U kład z falą nośną - schemat blokowy, podstawowe parametry , zastosowanie.

53. Układy pracy przetworników tensometrycznych.

Przetworniki tensometryczne najczęściej stosuje się w układach różnicowych co powoduje, że para winna się składać z jednakowych tensometrów. Układ pomiarowy powinien zawierać elementy regulacyjne do wyrównywania rezystancji pary tensometrów zwane regulacją zera i elementy do doboru stałej tensometru, tzn. regulację czułości.

Zastosowanie do pomiarów mostków zrównoważonych powoduje, że pomiar jest dokładniejszy, bardziej prosty, szczególnie w laboratorium i warunkach polowych.

W przypadku mostka niezrównoważonego trzeba stabilizować napięcie zasilania mostka.

Sposób: a - umieszczenia tensometrów na ściance walca, b - połączenia w mostku czteroramiennym

54. Metody kompensacji temperaturowej czujników tensometrycznych.

Aby wpływ temperatury zmniejszyć tensometry buduje się z materiałów o małym temperaturowym współczynniku rezystancji i stosuje się do pomiarów rezystancji układy różnicowe. Produkowane są także tensometry fabrycznie kompensowane temperaturowo przez dobór rezystorów i termistorów adiustowanych laserowo. Częstym rozwiązaniem jest także mostkowe połączenie tensometrów w układach pomiarowych.

55. Metody pomiaru poziomu cieczy.

Sondy ultradźwiękowej

Metoda ta umożliwia pomiar poziomu w zbiornikach oraz kanałach otwartych oraz zapewnia brak bezpośredniego kontaktu czujnika pomiarowego z agresywnym medium (kwasy, zasady) lub zanieczyszczonym (ścieki). Sondę pomiarową dobiera się w zależności od zakresu pomiarowego i rodzaju medium. Przetwornik (seria M1700) umożliwia podłączenie jednej lub (seria M2770) dwóch sond pomiarowych.

Cechy systemu: -> Zakresy pomiarowe: od 0,20m do 25,0m -> Wąski (5o  lub 6o ) kąt wiązki ultradźwiękowej -> Dokładność: ± 0,2% zmierzonego dystansu ± 0,05%zakresu -> Temperatura pracy: -30 oC do +60 oC  b) Sondy pływakowej

Pływakowy miernik poziomu składa się z sondy i przetwornika. Sondę stanowi rura, wewnątrz której zabudowany jest łańcuch rezystorów i kontaktronów. Na rurze sondy umieszczony jest pływak, w którym zabudowane są magnesy trwałe, załączające kolejne kontaktrony wraz z ruchem pływaka po rurze. Przetwornik pomiarowy umożliwia podłączenie jednej (seria M1000) lub dwóch (seria M2000) sond pomiarowych. 

Cechy systemu: -> Zakresy pomiarowe: od 0,5m do 5,0m -> Klasa dokładności: 1% dla długości pomiarowej >1,5m, 1,5% dla długości <1,5m -> Powtarzalność (histereza) <10mm ->Temperatura pracy sondy: -30 oC do +150 oC (w zależności od wykonania) c) Sondy hydrostatycznej

Sondy hydrostatyczne przeznaczone są głównie do pomiaru poziomu lustra wody w studniach głębinowych, zbiornikach retencyjnych oraz w oczyszczalniach i przepompowniach ścieków, a także tam gdzie konieczny jest pomiar mediów o podwyższonej lepkości i agresywności.

Cechy systemu: -> Zakresy pomiarowe: od 0,0m do 1,0m; 0 do 10m; 0 do 250m -> Klasa dokładności: 0,25% -> Temperatura pracy: 0 oC  do +75 oC 

56. Uzasadnić konieczność kompensacji wpływu temperatury na czujniki tensometryczne.

Tensometry są to czujniki odkształceń, naprężeń sił i momentów, które produkowane są w formie drutów nawijanych na rdzenie ceramiczne, lub wklejane pomiędzy paski folii izolacyjnej. Pod wpływem siły drut się odkształca, zwiększa się jego długość i zmniejsza przekrój co powoduje zmianę rezystancji właściwej materiału, z którego drut jest wykonany. Przy stałej tensometru K = 2  4 dla metali względna zmiana rezystancji tensometru osiąga zakres ok. 1. Jest to efekt wykorzystywany do pomiaru odkształcenia. Natomiast wskutek zmiany temperatury o 10C rezystancja miedzi zmienia się o 4 wprowadzając bardzo duży błąd do pomiarów.

Aby wpływ temperatury zmniejszyć tensometry buduje się z materiałów o małym temperaturowym współczynniku rezystancji i stosuje się do pomiarów rezystancji układy różnicowe. Produkowane są także tensometry fabrycznie kompensowane temperaturowo przez dobór rezystorów i termistorów adiustowanych laserowo. Częstym rozwiązaniem jest także mostkowe połączenie tensometrów w układach pomiarowych.

57. Uzasadnić konieczność stabilizacji temperatury zimnych końców termopar.

Na styku dwu różnych metali A i B powstaje siła termoelektr. Peltiera. Przyczyną jej powstawania są różnice koncentracji swobodnych elektronów i w pracach wyjścia elektronów z tych metali. W przewodniku, którego końce znajdują się odpowiednio w temperaturze T₀ i T₁ powstaje siła termoelektryczna Thomsona, będąca wynikiem różnego zagęszczenia elektronów, wzdłuż długości przewodnika.

W normalnym obwodzie elektrycznym, obydwa rodzaje sił termoelektrycznych Peltiera i Thomsona są nierozdzielne. Dwa różne metale złączone na jednym końcu, przeznaczone do pomiaru temperatury stanowią termoelement (termoparę). Miejsce złączenie metali nazywa się spoiną, jeżeli znajduje się ona w temperaturze pomiarowej jest spoiną pomiarową, jeśli znajduje się w temperaturze odniesienia jest spoiną odniesienia. Siła termoelektryczna obwodu złożonego z dwu metali A i B nie ulegnie zmianie po włączeniu metalu trzeciego, pod warunkiem, że powstałe dodatkowo spoiny mają taką samą temperaturę jak spoina BA, do której dołączono trzeci metal. Można, więc do termoelementu o temperaturze odniesienia T₀, dołączyć przewody miedziane, nie powodując błędów, byle temperatury powstałych spoin były sobie równe. Na tej podstawie można mierzyć siłę termoelektryczną, wprowadzając miernik do obwodu termoelektrycznego, rozcinając ten obwód w spoinie lub między spoinami. W przypadku, gdy temperatura odniesienia T₀ różni się znamionowej temperatury odniesienia (T_0N) dla danego termoelementu, do pomierzonej wartości siły termoelektr. lub temp. należy wprowadzić poprawkę. Stosuje się także mostkowe ukł. kompensacyjne zmian temperatury odniesienia T₀.

58. Zalety i wady różnicowych układów czujników - omówić na dowolnym przykładzie .

Mostek Wheatstone'a z różnicowym nastawianiem opornika równoważącego. Zaletą takiego układu jest liniowy charakter zależności rezystancji rezystora równoważącego od zmiany rezystancji czujnika różnicowego. Równie istotną zaletą jest mała wrażliwość takiego układu na różnicę rezystancji pary czujników różnicowych. Opornik równoważący i wskaźnik równowagi mogą być wyskalowane w jednostkach odkształcenia.

Wady - rezystory równoważące układu mostkowego powinny zapewniać równoważenie małymi przyrostami rezystancji. Ze względu a zmianę rezystancji stuków i przewodów łączących przełączanie małych zmian rezystancji jest bardzo utrudnione.

Pomiar mostkiem, w którym wskaźnik jest tylko wskaźnikiem równowagi wymaga dwóch kolejnych równoważeń układu.

59. Zalety i wady stroboskopowej metod y pomiaru prędkości obrotowej.

Obraz impulsowy, ruchomego przedmiotu może być dobrze widoczny i mieć dużą wartość informacyjną, gdy oświetlimy go okresowym światłem impulsowym lub przy stałym oświetleniu przysłaniać go periodycznie przed okiem. Odczyt szukanej częstotliwości, a więc i prędkości obrotowej, może być dokonany bezpośrednio ze skali generatora stroboskopu. Aby uniknąć w pomiarze błędu, należy zwiększać częstotliwość generatora błysków f_o, aż do momentu, gdy pojedynczy obraz znaku wyróżniającego pojawi się ostatni raz. Dla upewnienia sprawdzamy czy przy podwójnej częstotliwości stroboskopu 2f_o, pojawi się obraz podwójny.

Zalety: - możliwość bardzo prostego i szybkiego pomiaru,

mały nakład środków potrzebnych do wykonania pomiarów;

pomiar bez konieczności obciążania badanego wału dodatkowym momentem

Wady: - niekorzystny przy bardzo małych prędkościach (wykorzystując pojedynczy znak),

- utrudniony odczyt przy silnym oświetleniu zewn.

- niejednoznaczność wyników

Dokładność: - zawiera się w przedziale 1-3%

60. Zasada działania przepływomierz a wirowego.

W strumieniu przepływającego płynu umieszczony jest wirnik(skrzydełkowy lub śrubowy)

Skrzydełkowy śrubowy

Prędkość obrotowa n wirnika :

-współczynnik zależny od konstrukcji wirnika, właściwości płynu i charakteru przepływu

V- objętościowe natężenie przepływu

Do pomiaru prędkości obrotowej wirników stosuje się prądnice tachometryczne lub metody impulsowe.

61 Zasada działania , zastosowanie i podstawowe parametry przepływomierzy indukcyjnych.

W cieczy przepływającej z prędkością u prostopadłą do strumienia magnetycznego o indukcyjności B indukuje się siła elektromotoryczna E o kierunku prostopadłym do zwrotu prędkości i indukcji.

W pewnych granicach zależnych od parametrów konstrukcyjnych przepływościomierza można przyjąć, że prędkość przepływu jest proporcjonalna do napięcia na jego zaciskach:
, u- prędkość przepływu, k- współczynnik proporcjonalności, U- nap. na zaciskach przepływościomierza.

ZALETY: niewielkie uzależnienie od gęstości, lepkości i zanieczyszczenia cieczy; brak części ruchomych i przewężeń; bezinercyjność działania (???); możliwość wykorzystania w trudnych warunkach: kwasy, ciekła stal itp.;

WADY: niebezpieczeństwo wystąpienia polaryzacji elektrolitycznej; wpływ pojemności pasożytniczych; wahania impedancji wyjściowej przepływościomierza pod wpływem zmian rezystywności cieczy;

62. Zasada działania , zastosowanie i podstawowe parametry przepływomierzy Coriolisa.

Zasada działania przepływomierzy opiera się na pomiarze odkształcenia rury z płynącym medium wywołanego przez siłę Coriolisa. Wartość siły i powodowanego przez nią odkształcenia jest proporcjonalna do prędkości ruchu i gęstości medium. Tym samym odkształcenie rury z medium jest proporcjonalne do przepływającego przez nią strumienia masy medium. Dla celów pomiaru rura z medium wprawiana jest w swobodne drgania sinusoidalne, których częstość wynika z częstości drgań własnych układu masowosprężystego przepływomierza. W czasie przepływu medium siła Coriolisa działając na drgającą rurę powoduje jej odkształcenie, które jest mierzone jako przesunięcie fazowe drgań przez nieruchome względem drgającej rury cewki elektromagnetyczne. Przesunięcie fazowe sygnałów cewek jest proporcjonalne do odkształcenia rury powodowanego przez strumień masy medium. Masa przepływającego medium jest wyliczana w wyniku całkowania strumienia w czasie

Zastosowanie: wykorzystywane powszechnie na instalacjach w przemyśle petrochemicznym i rafineryjnym, ważenie wydobytego gazu ziemnego

63. Porównać niszczące i nieniszczące metody pomiaru grubości powłok .

Najczęściej i najszerzej stosowane są pomiary nieniszczące, ponieważ są szybkie, precyzyjne i powtarzalne. Przy użyciu tej metody przedmiot badany nie ulega żadnemu uszkodzeniu. Metody te wykorzystują różnice w właściwościach chemicznych materiałów badanych np. rózne właściwości magnetyczne, przewodnictwa cieplnego, pochłanianie promieniowania jonizującego. Przy stosowaniu metod niszczących musimy liczyć się z uszkodzeniem badanego przedmiotu. Nie wymagają skomplikowanej aparatury, są czasochłonne i pracochłonne. Polegają na usunięciu powłoki lub części powłoki za pomocą metod chemicznych bądź mechanicznych i następnie odpowiednim pomierzeniu. Dokładność jest różna dla różnych metod (waha się od 5-20%). Nieniszczące są dokładnymi pomiarami. 

64. Czujniki parametrów ruchu drgającego .

ruchu względnego - pomiar jednego drgającego ciała względem innego. Mogą być wykorzystane dotykowe czujniki indukcyjnościowe. Metody pomiaru są trudne do realizacji, co spowodowane jest tym że: przy rezonansie odrywa się końcówka dociskowa, modulacja amplitudy sygnału wyjściowego, skomplikowane przeliczenia. Aby zapobiec temu wszystkiemu stosuje się indukcyjne przetworniki (sygnał zależy od prędkości są nieczułe na zmianę położenia odniesienia) b) ruchu bezwzględnego - czujniki oparte na bezwładności masy sejsmicznej

65. Metody pomiarów liniowej prędkości obiektów.

66. Zastosowanie GPS do pomiaru prędkości obiektów .

W odbiornikach GPS obliczana jest także prędkość obiektu na podstawie pomiaru względnych prędkości odbiornika i satelity. Zazwyczaj odbiorniki uaktualniają dane o pseudoodległości i prędkościach względnych raz na sekundę. Celem nawigacji jest obliczenie pozycji i prędkości odbiornika oraz czasu w skali GPS. Czas jaki upłynął pomiędzy momentem wysłania i odebrania sygnału jest wprost proporcjonalny do odległości pomiędzy satelitą a odbiornikiem, jest więc niezbędne aby zarówno satelita jak i odbiornik używały tego samego czasu jako odniesienia. Odbiornik używa zrekonstruowanej skali czasu GPS do pomiaru momentu odbioru danych z satelity. W odbiorniku nie musi znajdować się wysokostabilny wzorzec jak na przykład wzorzec atomowy, znajdujący się na satelitach. Zamiast tego w odbiorniku znajduje się oscylator kwarcowy. Brak zgodności skali czasu generowanej przez ten oscylator ze skalą GPS jest korygowany w oparciu o rezultat pomiaru czterech pseudoodległości. Odbiornik GPS używa czterech pseudoodległości by rozwiązać układ czterech równań z czterema niewiadomymi: trzema współrzędnymi odbiornika i poprawką skali czasu odbiornika. Prędkość obliczana jest podobnie, lecz z użyciem względnych prędkości zamiast pseudoodległości.

67. Szklana elektroda pH - metryczna - budowa, zasada działania.

Najczęściej stosowana, zbudowana ze złącza, drutu srebrnego, korpusu, bufora wewnętrznego, membrany. Na cienkiej ściance bańki szklanej w wyniku skomplikowanych procesów elektrochemicznych powstaje różnica potencjałów zależna od stężenia jonów wodorowych roztworów po obydwu stronach ścianki

Własności: czułośc - nachylenie krzywej kalibracyjnej; selektywnośc - ilokrotnie silniej dana elektroda reaguje zmianą potencjału na objętość jonu głównego w porównaniu z jonem zakłucającym

68. Czujniki konduktometrczne, rodzaje i zastosowanie.

a) zanurzeniowe, b) przepływowe
Wykonane zwykle ze szkła lub tworzywa sztucznego, odpornych na temperaturę i działania środowiska, w którym mają być zanurzane. Powinny zapewniać całkowite zapełnienie czujnika roztworem i możliwość odpowietrzenia. Przy pomiarze konduktancji prądem stałym zachodzi elektroliza prowadząca do zmiany stanu elektrolitu, a także zjawiska polaryzacji elektrod. Z tego powodu pomiaru konduktancji elektrolitu dokonuje się niemal wyłącznie przy prądzie zmiennym.

69. Pomiar poziomu cieczy metodą nurnikową.

Element pływakowy ma tak znaczną ,masę, że  jest w znacznej części zanurzony w cieczy. Siła wyporu zależy od głębokości  zanurzenia, a tym samym od poziomu cieczy.Siła ta wyraża się wzorem: F = g(hSp-m)

70. Pomiar poziomu cieczy metodą pływakową.

Pływaki mogą być umieszczone bezpośrednio w zbiorniku z badaną cieczą. Przy małych zakresach pływaki mocowane są  wahliwie i kąt obrotu osi pływaka mierzony dowolnym przetwornikiem jest miarą położenia pływaka.

71. Pomiary poziomu metodą ciśnieniową i bąbelkową.

72. Higrometr włosowy, zasada działania, podstawowe parametry.

Jest to przykład , w którym wilgotność powoduje zmianę wymiarów geometrycznych - długości. Elementem zmieniający długość jest odtłuszczony włos lub nić z higroskopijngo tworzywa sztucznego. Wydłużenie włosa zmienia położenie wskazówki. Kalibracji dokonuje się przy 100% wilgotności , niedokładność pomiaru 2 - 5%

73. Jaka jest i od czego zależy dokładność stroboskopowej metody pomiaru prędkości obrotowej.

74. Pomiar prędkości liniowej obiektów z zastosowaniem efektu Dopplera

75. Uzasadnić jaki parametr ruch drgającego jest łatwo mierzalny przy wysokiej częstotliwości drgali.

76. Co to jest stała czujnika konduktometrycznego , z czego wynika i jak ją się wyznacza.

K=Y(kcl)/G(xkcl)-G(xh2o)
Konduktancja roztworu, wody, roztworu wzorcowego. kalibracja przez wprowadzenie stałej K

77. Przepływomierze zwężkowe . zasada działania, podstawowe parametry.

Działają w oparciu o zasadę pomiaru różnice ciśnień w dyszy Venturiego. Umieszczona w obudowie zwężka powoduje powstawanie różnicy ciśnień podczas przepływu medium. Różnica ta jest proporcjonalna do natężenia przepływu. Kształt dyszy dopasowany jest do przepływu tak, że jego charakterystyka jest stała w całym zakresie pomiarowym. Wykorzystywane do pomiaru przepływu cieczy i gazów

1

2

A

---