Elektrolitik çeviricilər. Elektrolitik çeviricilərin iş
prinsipi elektrolit məhlulunun elektrik müqavimətinin
məhlulun sıxlığından asılı olmasına əsaslanır. Əksər
hallarda məhlulların sıxlığını ölçmək üçün istifadə olunsa
da, bu çeviricilərlə yerdəyişməni, sürəti, mexaniki
deformasiyaları, temperaturu və bəzi başqa fiziki
kəmiyyətləri də ölçmək mümkündür.
Elektrolitik çeviricilər içinə tədqiq olunan məhlul
yerləşdirilən qabdan və iki elektroddan ibarətdir. Bəzi
hallarda bir elektroddan istifadə olunur və ikinci elektrod
rolunu qabın metal divarları oynayır.
388
Elektrolitik çeviricidəki məhlulun h hündürlüklü, S
en kəsikli və ρ xüsusi müqavimət əmsallı sütununun
müqaviməti R = ρh / S = k / γ bərabərliyi ilə hesablanır
(çeviricinin həndəsi ölçülərindən asılı olan əmsalı γ
elektrolitin xüsusi keçiriciliyini göstərir: γ = 1/ ρ).
Müqavimət adətən dəyişən cərəyan (700 .... 1 000
Hz) verilməklə ölçülür ki, elektroliz hadisəsi baş verməsin.
Elektrodla məhlul arasında elektrik yüklərinin ikiqat
təbəqəsinin formalaşması, eləcə də həmin yüklərin bir –
birinə nəzərən yerdəyişməsi nəticəsində meydana gələn
tutum müqavimətinin təsirini azaltmaq üçün çeviricinin
müqaviməti 500 .... 1 000 Om diapazonunda olmalıdır.
Məhlulun elektrik ötürücülüyü temperaturdan çox
asılıdır. Bu asılılığı təxmini olaraq γ = γ
0
(1 + βt) bərabərliyi
ilə göstərmək olar (γ
0
t
0
başlanğıc temperaturundakı elektrik
ötürücülüyünü, β elektrik ötürücülüyünün temperatur
ə
msalını (turşuların, duzların və qələvilərin məhlullarında β
= 0.016 .... 0.024 K
-1
) göstərir. Temperaturun təsirini
azaltmaq üçün soyuducu (qızdırıcı) vasitəsi ilə temperatur
stabilləşdirilir və ya mis müqavimətlər qoşulmuş temperatur
kompensasiyası dövrələrindən istifadə edilir (mislə elektrolit
məhlulunun temperatur əmsalları bir – birinə əks işarəli
olmalıdır. Belə cihazın sxemi şəkil 11.6 – da verilmişdir.
389
EÖÇ
Şə
k. 11.6. Termorezistor vasitəsi ilə temperatur kompensasiyasına
nümunə:R
x
– elektrodların müqaviməti; R
k
– misin
kompensasiyaedici müqaviməti; R – manqanin müqavimət
(temperaturdan asılı deyil); EÖÇ – elektron ölçü çeviricisi.
Şə
k. 11.7 İnduktiv çeviricinin sadələşdirilmiş sxemi:
1– mütəhərrik ürəkcik; 2 – hərəkətsiz metal lövhə
(özək); 3 – maqnit materialdan olmayan lövhə;
w
1
, w
2
– müvafiq olaraq birinci və ikinci sarğıdakı dolaqların sayı.
İ
nduktiv çeviricilə r. İnduktiv çeviricilərin iş
prinsipi sarğıların induktivliyinin və ya qarşılıqlı
induktivliyinin maqnit dövrəsinin elementlərinin yerindən,
390
həndəsi ölçülərindən və maqnit vəziyyətindən asılılığına
ə
saslanır.
Şə
k. 11.7.-də induktiv çeviricinin sadələşdirilmiş
sxemi verilmişdir.
Ürəkciyə dolanmış sarğıdakı induktivlik L
i
= w
i
2
/ Z
m
təşkil edir. Burada Z
m
ürəkciyin maqnit müqavimətini
göstərir: Z
m
=
2
2
m
m
X
R +
. Bu bərabərlikdə R
m
və X
m
maqnit müqavimətinin aktiv və qeyri – aktiv toplananıdır.
Aktiv toplanan
∑
=
+
=
n
i
i
i
i
m
S
S
l
R
1
0
0
µ
δ
µ
µ
bərabərliyinin
köməyi ilə hesablanır. Burada,
i
µ
,
i
l
,
i
S
müvafiq olaraq
ürəkciyin i hissəsinin nisbi maqnit nüfuzluğunu, uzunluğunu
və en kəsiyinin sahəsini,
0
µ
maqnit əmsalını,
δ
mütəhərrik
maqnit ürəkciklə hərəkətsiz metal lövhə ( maqnit özəyi)
arasındakı boşluğun uzunluğunu, S özəyin sarğı ilə əhatə
olunmayan hissəsinin en kəsiyinin sahəsini göstərir. Reaktiv
toplanan Xm = P / ωΦ
2
düsturu ilə hesablanır. Burada P –
özəkdəki burağan cərəyanlar və histerezis nəticəsində
meydana gələn güc itkisini, ω- bucaq tezliyini, Φ-özəkdəki
maqnit selini göstərir. Sarğıların qarşılıqlı induktivliyi M =
w
1
w
2
/ Z
m
düsturu ilə hesablanır.
Yuxarıda verilən bərabərliklər göstərir ki,
δ
və S
kəmiyyətlərinin qiymətini dəyişməklə ürəkcikdəki güc
itkisini dəyişdirərək induktivliyi və qarşılıqlı induktivliyi də
dəyişmək mümkündür. Buradan aydın olur ki, induktiv
çeviricilərin köməyi ilə maqnit sisteminin bu və ya digər
kəmiyyətlərinə təsir edən müxtəlif qeyri – elektrik
kəmiyyətləri ölçmək olar. Məsələn, maqnit ürəkciyi şəkil
11.7-də göstərilən oxlar istiqamətində hərəkət etdirərək
çeviricidən yerdəyişmənin və ya təzyiqin ölçülməsində
istifadə etmək mümkündür.
391
İ
nduktiv çeviricilərin hansı quruluşa malik olması
ölçülən yerdəyişmənin hansı diapazona daxil olmasından və
çıxış siqnalının tələb olunan gücündən asılıdır.
İ
nduktiv çeviricilər qoşulmuş ölçü dövrələri olaraq
ə
ksər hallarda müvazinətli və müvazinətsiz körpü sxemləri,
eləcə də diferensial transformator çeviricilər üçün nəzərdə
tutulmuş kompensasiya sxemləri (avtomatik cihazlarda)
tətbiq edilir.
İ
nduktiv vericilərin əsasında çox növdə ölçü
cihazları istehsal olunur (məsələn, induktiv mikrometr,
induktiv qalınlıqölçən, induktiv manometr və s.).
Yerdəyişməni ölçən digər çeviricilərlə müqayisədə
induktiv çeviricilərin üstün cəhətləri çıxış siqnalının güclü
olması, istehsalının asan olması və etibarlı olması, zəif
cəhətləri isə çeviricinin tədqiq olunan obyektə əks - təsiri
(elektromaqnitin lövbərə təsiri), cərəyan mənbəyinin
gərginlik
və
tezliyindəki
dəyişikliklərin
ölçmənin
nəticələrinə təsiri, lövbərin ətalətliliyidir.
Tutum çeviriciləri. Tutum çeviricilərinin iş prinsipi
kondensatorun elektrik tutumunun kondensatorun lövhələri
arasındakı mühitin dielektrik nüfuzluğundan, lövhələrin
ölçülərindən və onların arasındakı məsafədən asılılığına
ə
saslanır.
Yastı, iki lövhəli kondensatorun elektrik tutumu C =
ε
0
ε
s / δ bərabərliyi ilə müəyyən olunur (burada ε
0
elektrik
sabitini, ε nisbi dielektrik nüfuzluğunu, s lövhələrin aktiv
səthinin sahəsini, δ isə lövhələr arasındakı məsafəni
göstərir). Bu bərabərlikdən göründüyü kimi, çeviricilərin iş
prinsipi C = f
1
(ε ), C = f
2
(s)
və ya C = f
3
(δ )
funksiyalarına
ə
saslanır.
392
a
b
d
c
Şə
k. 11.8 Müxtəlif quruluşlu tutum çeviriciləri:
a – sabit dielektrik nüfuzluğu əmsalı;
b, c – diferensial çevirici;
d – dəyişkən dielektrik nüfuzluğu əmsalı
Şə
kil 11.8 – də müxtəlif tutum çeviricilərinin quruluş
sxemi verilmişdir. Şəkil 11.8 (a) – dakı çeviricidə qeyri –
elektrik kəmiyyəti (x) ölçülən obyekt kondensatorun
hərəkətsiz lövhəsinə nəzərən hərəkət edən mütəhərrik
lövhəsinin üzərinə qoyulmuşdur (tətbiq edilmişdir).
Çevirmənin statik xarakteristikası C = f
3
(δ )
qeyri – xəttidir
və çeviricinin həssaslığı lövhələr arasındakı δ məsafəsi ilə
tərs mütənasibdir. Belə tutum vericiləri ilə 1 millimetrə
qədər olan məsafələr ölçülür.
Lövhələr arasındakı məsafə az olduğuna görə ətraf
mühitin təsiri ilə həmin məsafənin dəyişməsi ölçmənin
nəticəsini təhrif edə bilər. Çeviricinin tərkib hissələrinin və
hazırlandığı materialların həndəsi ölçülərini azaltmaqla
həmin xətanı azaltmaq mümkündür. Çeviricinin xətalı
ölçmə nəticəsi verməsinə təsir edən bir başqa amil lövhələr
arasında yaranan cazibə qüvvəsidir:
=
=
2
2
CU
d
d
d
dW
F
e
δ
δ
(burada
e
W
elektrik sahəsinin enerjisini, C və U isə müvafiq
olaraq kondensatorun tutumunu və onun lövhələri arasındakı
393
gərginliyi göstərir). Bu nöqsan diferensial çeviricilərdə
müşahidə edilmir.
Şə
kil 11.8 (b) – dəki sxematik quruluşa malik
diferensial çeviricilərdə qeyri – elektrik kəmiyyəti (x),
ölçülən obyekt iki hərəkətsiz lövhə arasında hərəkət edən
lövhənin üzərinə qoyulmuşdur (tətbiq edilmişdir). Həmin
lövhənin
hərəkət
etməsi
nəticəsində
C
1
və
C
2
kondensatorlarının tutumu dəyişir və cazibə qüvvəsi
kompensasiya edilir. Müvafiq sxem üzrə qoşulduqda bu
çeviricilər yüksək həssaslığa malik olur. Şəkil 11.8 (c) – də
lövhələrin aktiv səthinin sahəsinin dəyişkən olduğu
diferensial çeviricinin sxemi verilmişdir. Bu çeviricidən
xətti və dairəvi trayektoriya üzrə nisbətən böyük
yerdəyişmələr ölçülür.
C = f
1
(ε)
asılılığına əsaslanan çeviricilərlə adətən
mayelərin səviyyəsi, maddələrin nəmlik dərəcəsi, dielektrik
məmulatların qalınlığı və s. ölçülür. Həmin çeviricilərin
necə istifadə olunduğu şəkil 11.8 (d) – də göstərilmişdir. Bu
şə
kil səviyyəölçənin ümumiləşdirilmiş sxemidir. Qabdakı
elektrodlar
arasındakı
elektrik
tutumu
mayenin
səviyyəsindən asılıdır, çünki mayenin səviyyəsi lövhələr
arasındakı mühitin dielektrik nüfuzluğuna təsir edir.
Lövhələrin konfiqurasiyasında dəyişikliklər apararaq cihazın
göstərdiyi qiymətlərin mayenin səviyyəsindən asılılığının
arzu olunan xarakterini əldə etmək mümkündür.
Tutum çeviriciləri qoşulmuş ölçü dövrələri olaraq
ə
ksər hallarda körpü sxemləri, eləcə də rezonans dövrələri
olan sxemlər tətbiq edilir. Rezonans dövrələri olan sxemlər
ə
sasında yüksək həssaslığa malik, 10
-7
mm qədər kiçik
yerdəyişmələri ölçə bilən cihazlar istehsal edilir.
Tutum çeviricilərinin üstün cəhətləri yüksək
həssaslıq, quruluşunun sadə olması və az ətalətli olmasıdır.
Zəif cəhətləri isə xarici elektrik sahələrin, parazit tutumların,
temperaturun, nəmin təsirinə həssas olması, yüksək tezlikli
cərəyan verən xüsusi cərəyan mənbəyi tələb etməsidir.
394
İ
onlaş dırıcı çeviricilə r. Bu çeviricilərin iş prinsipi
ionlaşdırıcı şüanın təsiri altında qazların ionlaşması və ya
bəzi maddələrin işıq verməsinə əsaslanır.
Daxilində qaz olan kameraya şüa verilərkən elektrik
dövrəsinə qoşulmuş elektrodlar arasında cərəyan yaranır.
Şə
kil 11.9 – da ionizasiya çeviricisinin sxemi göstərilmişdir.
Dövrədə yaranan həmin cərəyan aşağıdakı amillərdən
asılıdır: elektroda verilən gərginlik, qazın tərkibi və sıxlığı,
kameranın və elektrodların həndəsi ölçüləri, ionlaşdırıcı
ş
üanın özəllikləri və s. Müxtəlif qeyri – elektrik
kəmiyyətlərin (qazın tərkibi və sıxlığı, detalların həndəsi
ölçüləri və s.) ionlaşdırıcı çeviricilər vasitəsi ilə ölçülməsi
bu asılılıqlara əsaslanır. İonlaşdırıcı şüa olaraq əsasən α-, β-
və γ – şüalardan, nadir hallarda isə rentgen şüası və neytron
ş
üalanmasından istifadə edilir.
İ
onlaşdırıcı çeviricinin hansı növünün seçilməsi
ə
sasən istifadə olunan ionlaşdırıcı şüanın növündən asılıdır.
a-şüalar yüksək ionlaşdırma və zəif nüfuzetmə qabiliyyətinə
malik olduğu üçün onlar çeviricinin kamerasının daxilinə
yerləşdirilir. β – şüaların mənbəyi çeviricinin həm daxilinə
həm də xaricinə yerləşdirilə bilər, çünki bu şüaların
nüfuzetmə qabiliyyəti xeyli yüksəkdir.
Şə
k.11.9. – İonlaşdırıcı çeviricinin sxemi
Elektrodların arasındakı məsafənin, elektrodların
səthinin sahəsinin, şüalanma mənbəyinin yerinin, növünün
dəyişməsi ionlaşdırıcı cərəyanın qiymətinə təsir edir.
395
Deməli, bu asılılıqlardan müxtəlif mexaniki və həndəsi
kəmiyyətlərin ölçülməsində istifadə edilə bilər.
İ
onlaşdırıcı şüadan istifadə edən çeviricilərin üstün
cəhətləri uzaqdan (təmassız) ölçmə aparmaq imkanıdır ki,
bu da xüsusilə aqressiv, yüksək temperaturlu və ya yüksək
təzyiq altında olan mühitlərdə böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Bu cihazların əsas zəifcəhəti şüalanma mənbəyinin aktivliyi
yüksək olduğundan əlavə təhlükəsizlik tədbirləri tələb
etməsidir.
11.2.2. Generator tipli ölçmə çeviriciləri
Termoelektrik çeviricilə r. Bu cür çevricilər
Termocüt qoşulan dövrədə yaranan termoelektrik effektinə
ə
saslanır. Şəkil 11.10 bir termocütün sxemini və ölçü
cihazına necə qoşulduğunu göstərir. İki fərqli A və B
naqillərinin birləşdiyi 1 və 2 nöqtələri arasında temperatur
fərqli olarsa, termocüt dövrəsində elektrik hərəkət qüvvəsi
yaranır. 2 nöqtəsində temperatur sabit qalarsa, termocütdəki
e.h.q E
AB
= f (t
1
)- f (t
2
) = f (t
1
) – C
təşkil edər. Termoelektrik
çeviricilərlə temperaturun ölçülməsi bu asılılığa əsaslanır.
Termocütdəki e.h.q ya adi millivoltmetrlərlə ya da
ə
llə və ya avtomatik nizamlanan kompensatorlarla ölçülür.
Termocütün 1 nöqtəsi “işçi uc”, 2 və 2' nöqtələri isə “sərbəst
uc” adlandırılır.
Termoelektrik termometrlərin – termocüt əsaslı
cihazların - bölmələndirilməsi sərbəst ucların temperaturu
0˚C olduqda aparılsa da, bu cihazlar sərbəst ucların
temperaturu 0˚C – dən fərqli olduqda işlədilir. Buna görə də
termoelektrik termometrlərdən istifadə edərkən ölçülən
temperaturda sərbəst ucların temperaturunu nəzərə alaraq
düzəliş etmək lazımdır.
396
Şə
k. 11.10. Termocüt (a) və onun ölçü cihazına qoşulma qaydası (b).
Cədvəl 11.1
Termocüt
Termocütün elektrodu
e.h.q
(mV)
Ölçülən temperatur
diapazonunun yuxarı həddi, ˚C
Uzunmüddətli
ölçmə
Qısa ölçmə
TPP
Platinrodium (10 % rodium) – platin
0.64
1 300
1 600
TPR
Platinrodium (30 % rodium) –
Platinrodium (6 % rodium)
13.81
1 600
1 800
TXA
Xromel (90 % Ni + 10% Cr) –
alumel (94.83% Ni + 2% Al + 2%
Mn + 1% Si + 0.17% Fe)
4.10
1 000
1 300
TX
Xromel – kopel (56% Cu + 44% Ni)
6.90
600
800
TVR
Volframrenium (5% renium) –
volframrenium (20% renium)
1.33
2 200
2 500
Termocütlərin istehsalında nəcib və oksidləşən
metallardan hazırlanan xəlitələrdən istifadə edilir. Cədvəl
11.1–də bəzi geniş istifadə olunan termocütlərin
xarakteristikaları göstərilmişdir.
Termocütlərdə temperatur fərqindən yaranan e.h.q. –
lərin qiyməti işçi ucun temperaturunun t
1
= 100 ˚C
, sərbəst
ucların temperaturlarının isə t
2
= 0 ˚C
olduğu hallar üçün
verilmişdir. 1100˚C – dən az temperaturları ölçmək üçün
oksidləşən metal xəlitələrindən, 1100˚C .... 1600˚C–dən
yüksək temperaturlarda isə nəcib metal xəlitələrindən
istifadə edilir.
397
Kənar
amillərin
təsirindən
qorumaq
üçün
termocütlərin elektrodları termorezistorların yuvasına
bənzər qoruyucu yuvaya qoyulur.
Sərbəst ucların temperaturunu sabit saxlamaq üçün
bəzən termocütlər uzatma məftillər adlandırılan məftillər
vasitəsi ilə uzadılır. Bu məftillər müvafiq termoelektrod
materiallarından və ya xüsusi, daha ucuz və termocütün
elektrodları ilə 0 ... 100˚C diapazonda eyni termoelektrik
xassələrə malik materiallardan istifadə edilir, yəni uzatma
məftillərində verilən temperatur diapazonunda termocütün
özündəki kimi e.h.q. yaranmalıdır.
Termocütlərin dinamik xassələri istilik ətaləti
göstəricisi (istilik ətaləti göstəricisi–sabit temperaturlu
mühitə qoyulduqdan sonra termocütün istənilən nöqtəsi ilə
mühit arasındakı temperatur fərqinin, termocütlə mühit
arasında temperatur tarazlığı yarananda formalaşan
temperaturun 0.37
0
– sinə bərabər olmasına qədər keçən
müddət) ilə xarakterizə olunur. İstilik ətaləti 5 ... 20 san.
olan termocüt az ətalətli hesab olunur. Adi termocütlərdə bu
göstərici bir neçə dəqiqəyə çatır.
Şə
k.11.11. Amplitud, sürət və təcilin ölçülməsində istifadə
edilən induksiya çeviricisi:
1-silindrik makara; 2-maqnit özəyi; 3-sabit maqnit
İ
nduksiya çeviricilə ri. Bu cihazın iş prinsipi
makaraya ilişən maqnit selində baş verən dəyişiklik
398
nəticəsində makarada e.h.q
yaranmasına əsaslanır.
İ
nduksiyalanmış e.h.q.
dt
d
w
e
Φ
−
=
bərabərliyi ilə təyin
olunur. Burada
dt
dΦ
makaraya ilişən maqnit selinin dəyişmə
sürətidir.
İ
nduksiya çeviriciləri ilə xətti və bucaq üzrə
yerdəyişmələr ölçülür. Əgər növbəti ölçü dövrəsində
çeviricinin çıxış siqnallarını zamana görə inteqrallayan və
ya diferensiallaşdıran xüsusi qurğulardan istifadə olunarsa,
induksiya
çeviricisindən
xətti
və
bucaq
üzrə
yerdəyişmələrin, eləcə də təcilin ölçülməsində istifadə edilə
bilər. İnduksiya çeviricilərindən ən çox bucaq sürətini
(taxometrlər) və titrəyiş parametrlərini ölçən cihazlarda
istifadə olunur.
Taxometrlərə quraşdırılan çeviricilər kiçik ölçülü, adətən
sabit maqnit tərəfindən aktivləşdirilən (həyəcanlanan) rotoru
tədqiq edilən valla mexaniki olaraq əlaqələndirilmiş sabit və
ya dəyişən cərəyan (1 ..... 100 vatt) generatorlarıdır. Sabit
cərəyan generatorundan istifadə edilərsə, ölçülən bucaq
sürəti haqqında generatorun e.h.q – si, dəyişən cərəyan
generatorundan istifadə edilən hallarda isə e.h.q və ya
cərəyanın tezliyi haqqında fikir yürüdülür.
Şə
kil 11.11 – də amplituda, sürət və təcilin
ölçülməsində istifadə olunan induksiya çeviricisinin sxemi
verilmişdir. Silindrik sabit maqnit (3) maqnit özəyinin (2)
dairəvi boşluğunda sabit maqnit sahəsi yaradır. Silindrik
makaraya (1) tətbiq edilən kənar qüvvə makaranın
yerdəyişməsinə və onun qüvvə xətlərinin maqnit sahəsinin
xətləri ilə kəsişməsinə səbəb olur. Makarada onun
yerdəyişmə sürəti ilə düz mütənasib e.h.q. yaranır.
İ
nduksiya çeviricilərinin əsas üstünlükləri yüksək
həssaslığa malik olması, nisbətən sadə quruluşda olması və
399
etibarlılığı, zəif cəhəti isə ölçülən kəmiyyətlərin tezlik
diapazonlarının məhdud olmasıdır.
Dostları ilə paylaş: |