Измерительный преобразователь – средство измерения (СИ), предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Измерительный преобразователь, к которому подводится измеряемая величина, называют первичным измерительным преобразователем. Измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины, и заданное число раз, называют масштабным измерительным преобразователем. Преобразуемая величина называется входной, а результат преобразования – выходной величиной: соотношение между ними задается номинальной статистической функцией преобразования (градуировочной характеристикой). Работа измерительного преобразователя протекает в условиях, когда помимо основного сигнала Х, связанного с измеряемой величиной, на него воздействуют множество других сигналов Zi, рассматриваемых как помехи (рис).
Важнейшей характеристикой ИП является функция (уравнение) преобразования, которая описывает статистические свойства преобразователя и в общем случае записывается в виде Y=F(X, Zi ). Функция Y(X) идеального ИП при отсутствии помех описывается уравнением Y=kX. Она линейна, безынерционна, стабильна и проходит через начало координат. Реальная передаточная функция в статистическом режиме имеет вид Y=k(1+g)X+D0+D[F(X)] и может отличаться от идеальной смещение нуля D0, наклоном g и нелинейной составляющей D[F(X)].
Такие отклонения реальной передаточной функции ИП приводят к возникновению аддитивной, мультипликативной и нелинейной составляющих погрешности. Измерительное преобразование — единственный способ построения любых измерительных устройств. Отличие И. п. от других видов преобразователей — способность осуществлять преобразования с установленной точностью. Измерительное преобразование одного и того же вида (например, температуры в механическое перемещение) может осуществляться различными И. п. (ртутным термометром, биметаллическим элементом, термопарой с милливольтметром и т. п.). Принцип действия И. п. может быть основан на использовании практически любых физических явлений.
Классификация ИПр. По месту положения в эл.цепи: Делятся на первичные и промежуточные (вторичнгые). Первичные – располагаются непосредственно у измеряемой величины, являются первыми в измерительной цепи. Промежуточный – расположен после первичного. Если промежуточный изм-ый преобразователь не меняет хар-р изм-ой величины, он называется масштабным. По характеру преобразования входной величины делятся на линейные и нелинейные. Линейный – имеющий линейную связь м/у входной величиной (у=кх). По виду преобразуемых величин различают И. п. электрических величин в электрические, электрических — в неэлектрические, неэлектрических — в электрические, неэлектрических — в неэлектрические. Примеры третьих — термопары, терморезисторы, тензорезисторы, фотоэлементы, реостатные, ёмкостные и индуктивные датчики перемещения. Преимущества преобразования неэл-ого в электрическое: а) возможность передавать на большие расстояния; б) эл-ий сигнал легче состыковывать с ЭВМ; в) эл-ий сигнал является более мощным, чем всеостальные сигналы. Эл-ий можно усилить в 1 млн раз. Измерительные преобразователи неэлектрических величин в электрическую делятся на: параметрические (пассивные), н-р, термопара и генераторные (активные), н-р, термометр сопротивления. Применяется при электрических измерениях неэлектрических величин. Термопара-датчик температуры, состоящий из двух соединённых между собой разнородных электропроводящих элементов (обычно металлических проводников, реже полупроводников). Если контакты (обычно — спаи) проводящих элементов, образующих Т. (их часто называют термоэлектродами), находятся при разных температурах, то в цепи Т. возникает эдс (термоэдс), величина которой однозначно определяется температурой "горячего" и "холодного" контактов и природой материалов, примененных в качестве термоэлектродов. Т. используются в самых различных диапазонах температур. В сочетании с электроизмерительным прибором (милливольтметром, контроля, температурной компенсации различных элементов электрической цепи, измерения вакуума и скорости движения жидкостей и газов, а также мощности измерители и др. централизованного измерения и регулирования температуры, противопожарной сигнализации и теплового контроля, температурной компенсации различных элементов электрической цепи, измерения вакуума и скорости движения жидкостей и газов, а также мощности измерители и др.
