Метрология: средства и способы измерения (теория и практика)

Реостатные преобразователи

(В переводе с греческого reos (течение, поток) и static (стоящий, неподвижный) слово «реостат» означает возможность установки требуемого значения текущего по нему тока, а соответственно и падения напряжения.) Отсюда реостатным преобразователем называют реостат, движок которого перемещается линейно или по окружности (в зависимости от конструкции датчика) под действием измеряемой неэлектрической величины. Следовательно, входной величиной является перемещение движка, а выходной величиной - изменение сопротивления, т.е. и этот датчик является параметрическим преобразователем.

Одной из распространенных конструкций реостатного преобразователя является кольцеобразный каркас из изоляционного материала, на который намотана с равномерным шагом проволока. Изоляция проволоки на верхней грани каркаса зачищается, и по металлу проволоки скользит щетка (надеюсь, читатель понимает, что речь идет не о щетке в обычном понимании этого слова, а об электрической щетке, представляющей собой несколько скрепленных друг с другом пластинок из электропроводящего материала с высокой износоустойчивостью, торцы которых имеют косой срез и гладкую поверхность для надежного контакта с витками проволоки, по которым она скользит). Добавочная щетка скользит по расположенному внутри каркаса концентрично ему токосъемному кольцу. Обе щетки закреплены на приводном вращающемся валике и электрически изолированы от него. По реостату пропускается обычно постоянный ток, а разность потенциалов (падение напряжения), пропорциональная выходному сопротивлению и функционально связанная с измеряемой величиной, подается в измерительную цепь с двух зажимов датчика: одного из зажимов реостата и зажима, соединенного через токосъемное кольцо со щеткой.

Формы каркасов разнообразны: помимо кольца это могут быть пластины, цилиндры и т.д. Выбор формы каркаса позволяет получить определенную функциональную зависимость между перемещением щетки и выходным сопротивлением.

Достаточно очевидно, что при переходе щетки с витка на виток намотанной на каркас проволоки выходное сопротивление изменяется «ступенями», т.е. дискретно. Однако школьникам известен и другой тип реостата - не в виде намотанной на каркас проволоки, а натянутой между двумя зажимами прямолинейной проволоки, по которой перемещается аналог щетки - контактирующий с проволокой «движок». Это устройство именуется, как известно, реохордом, а соответствующие датчики аналогового типа - реохорд-ными преобразователями. Для изготовления этих (реостатных и реохордных) датчиков используется провод из различных сплавов платины, обладающих повышенной коррозионной стойкостью и износостойкостью, а также манганин и константан. Применение микропровода позволяет миниатюризировать конструкцию датчика, сведя его размеры до нескольких миллиметров. Таким образом, и здесь мы имеем дело с непосредственным измерением перемещений, а также «косвенно» с измерениями других неэлектрических величин, тем или иными способами преобразуемых предварительно в перемещения.