Читать онлайн «Большая энциклопедия техники». Страница 281

Вискозиметр

Вискозиметр (от позднелат. viscosus – «вязкий») – прибор для измерения вязкости.

Вискозиметры подразделяются на:

  1) капиллярные (в таких приборах определяется время протекания известного количества жидкости через узкие трубки);

  2) шариковые (в этих вискозиметрах определяется время прохождения падающим шариком промежутков между метками на трубке);

  3) ротационные (в данных приборах измеряются крутящий момент или угловая скорость одного из двух соосных тел, в зазоре между которыми находится испытываемая жидкость);

  4) ультразвуковые (в таких вискозиметрах измеряется скорость затухания колебаний магнитострикционного материала, помещенного в исследуемую жидкость).

Вискозиметр для измерения вязкости каких-либо густых жидкостей (например, красок, покрасочных колеров и составов) в условных единицах представляет собой сосуд с калиброванной сточной трубкой, при этом вязкость оценивается по времени истечения определенного объема жидкости. В лакокрасочных производствах применяются вискозиметры ВЗ-1 или ВЗ-4, имеющие калиброванное сопло.

Для материалов с условной вязкостью от 1 до 0 с используют вискозиметр В3-4, у которого диаметр сопла 4 мм (у вискозиметра В3-1 диаметр калибровочного сопла составляет 5,4 мм). Во время выполнения измерений под сопло помещают сосуд вместимостью не менее 110 см3. Затем отверстие сопла снизу закрывают, а в цилиндрический резервуар прибора наливают жидкость, далее открывают отверстие сопла и одновременно с появлением жидкости из сопла включают секундомер. В момент первого прерывания струи жидкости секундомер останавливают и отсчитывают время истечения с погрешностью не более 0,2 с.

Влагомер – прибор для определения влажности:

  1) древесины (в том числе различных пиломатериалов из древесины);

  2) текстильного волокна;

  3) зерна всех видов;

  4) пищевых продуктов;

  5) нефти и нефтепродуктов и др. Влажность воздуха обычно измеряют гигрометрами и психрометрами. Для измерений влажности жидкостей (например, нефти и нефтепродуктов) применяют влагомеры, действие которых основано на зависимости электрической проходимости жидкости от ее влажности, на определении диэлектрической проницаемости или диэлектрических потерь в жидкости. Для измерений влажности твердых тел используют емкостные, кондуктометрические, радиоизотопные влагомеры. Кроме того, в некоторых отраслях оборонной промышленности используются влагомеры, работа которых при соответствующих измерениях основана на измерении ядерного магнитного резонанса.

Вольтметр – средство измерений для определения электрического напряжения. При измерении напряжения вольтметр подключают параллельно измеряемому устройству, работающему от электричества (от электрической сети или аккумулятора). Данный прибор определяет разность потенциалов между клеммами. В области малых и средних значений напряжений применяют соответствующие измерительные механизмы (например, магнитометрический, электромагнитный, электростатический) с расширением диапазона измерения или без него. Измерительные механизмы, применяемые только для измерения постоянного напряжения и для измерения переменного напряжения. Для измерения очень маленьких значений напряжения и для высокочастотных измерений напряжений применяют компенсаторы, электронные вольтметры или осциллографы. Подключение вольтметра означает образование параллельной измеряемому устройству дополнительной цепи тока, состоящей из внутреннего сопротивления вольтметра. Вследствие этого возникает изменение измеряемого значения, представляющее собой систематическую погрешность, которую стремятся сделать как можно меньшей. Чтобы в процессе измерений вносить как можно меньше возмущения в измерительную цепь и тем самым получить малую погрешность измерения, делают так, чтобы в каждом случае (полное) сопротивление вольтметра было существенно больше (полного) сопротивления измерительного устройства. Идеальный вольтметр, не оказывающий возмущающего воздействия на измерительную цепь, должен обладать бесконечно большим сопротивлением. В ином случае собственное потребление мощности (от измеряемого устройства) вольтметром должно быть нулевым. Вольтметры подразделяются на:

  1) интегрирующие – представляют собой цифровой вольтметр, аналогоцифровой преобразователь которого работает по методу интегрирования;

  2) многодиапазонные – вольтметры с несколькими диапазонами измерения, которые путем ступенчатого переключения обеспечивают расширение диапазона измерения напряжения. Вольтметры многодиапазонные могут использоваться самостоятельно или как составная часть комбинированного прибора;

  3) отградуированные в единицах емкости, – приборы с непосредственным отсчетом, предназначенные также для измерения емкости;

  4) селективные – разновидность вольтметра электронного, но в отличие от электронного вольтметра универсального и электронного вольтметра переменного напряжения вольтметр селективный позволяет проводить измерения очень маленького напряжения (микровольты) только в очень узком регулируемом диапазоне частот. Это достигается применением селективных усилителей и смесительных систем (аналогично высокоизбирательному радиоприемнику);

  5) электронные (ранее, в 1960—1970-х гг. были ламповыми) – представляют собой электронный прибор для измерения напряжения. Вольтметр электронный представляет собой аналоговый или цифровой измерительный прибор, в состав которого, кроме индикатора, входят входной делитель напряжения, а в некоторых вариантах – измерительный выпрямитель и измерительный усилитель.

В 1960—1970-х гг. схема измерительного усилителя выполнялась на лампах (ламповый вольтметр). С 1980х гг. в таких приборах применяются только транзисторы и интегральные микросхемы.

В зависимости от функционирования схем в потоке сигналов, свойств и областей применения различают:

  1) вольтметр электронный переменного напряжения. Данный прибор измеряет значения только переменного напряжения, при этом для измерения как можно меньших значений напряжения посредством усилителя осуществляется усиление измеряемого значения, затем выпрямление и индикация;

  2) вольтметр электронный постоянного напряжения (т. е. постоянного тока), служит для измерения постоянного напряжения и обладает высоким входным сопротивлением. В таком приборе для усиления измеряемого сигнала (перед индикацией) используются преимущественно дифференциальный или операционный усилитель, а также усилительный вибропреобразователь;

  3) вольтметр электронный универсальный – прибор, в котором при измерении постоянных напряжений измеряемое значение усиливается усилителем постоянного напряжения и после этого выводится на индикаторное устройство. При измерении переменных величин перед усилением происходит их выпрямление. В некоторых случаях измерительный выпрямитель размещают в специальной измерительной головке, при этом посредством высоковольтной измерительной головки осуществляются также измерения высоких напряжений. Диапазон частот, входное сопротивление и диапазон измерения напряжения вольтметра универсального электронного очень велики, вследствие чего указанный прибор имеет широкое (т. е. универсальное) применение;

  4) вольтметр электромагнитной системы используется для измерения напряжения на основе измерительного механизма электромагнитной системы.

При помощи данных приборов измеряют как постоянное напряжение, так и переменное без каких-либо дополнительных элементов.

При измерениях вольтметром электромагнитной системы на переменном токе измеряется эффективное значение напряжения, при этом показания считаются в достаточной степени независимыми от формы перемененного напряжения.

В данном приборе наличие добавочных сопротивлений, которые определяют диапазон измерений, делает ток катушки измерительного механизма пропорциональным напряжению.

Для измерения высокого напряжения вольтметр электромагнитной системы подключается к измеряемой цепи через измерительный трансформатор напряжений. Для защиты указанных вольтметров от влияния внешних магнитных полей применяется специальное экранирование.

По сравнению с другими магнитоэлектрическими приборами вольтметры электромагнитной системы имеют значительно большее энергопотребление и поэтому используются преимущественно в силовой электротехнике.

Времяимпульсный датчик – измерительный преобразователь физической величины в электрический импульс, длительность которого (или интервал повторения) пропорциональна времени действия измеряемой величины. Применяется главным образом в телемеханических системах и цифровых устройствах централизованного контроля (в частности, для измерения угла поворота вала какого-либо исполнительного механизма, времени прохождения акустического сигнала).