Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Индуктивный датчик, или первичный индуктивный преобразователь, является составной частью какого-либо средства измерения. Такое средство измерения с индуктивным датчиком называется электронной измерительной системой, которая состоит из двух частей:

1) индуктивного датчика (или первичного индуктивного преобразователя);

2) электронного блока с отсчетным устройством.

Индуктивный датчик имеет стержень измерительный с якорем и ряд катушек (электрических) индуктивности (индуктивность есть физическая величина, определяющая магнитные свойства электрической цепи).

Индуктивный датчик обычно монтируется в трубке-корпусе с наружным присоединением (диаметром 8 мм или 28 мм в зависимости от диапазона измерений и показаний). Индуктивный датчик может устанавливаться в стойке типа C-I или C-III – в зависимости от цены деления шкалы отсчетного устройства и диаметра присоединительной трубки, как обычная инструментальная измерительная головка.

Электронный блок имеет корпус, в котором смонтирована преобразующая группа, получающая сигналы от индуктивного датчика и подающая затем их преобразованными в угловые повороты стрелки-указателя.

Эти повороты отсчитываются по специальной шкале электронного блока.

В последних моделях электронной измерительной системы с индуктивным датчиком электронный блок подключается к компьютеру с принтером и показания фиксируются в виде цифр.

Применение электронной измерительной системы, содержащей индуктивный датчик:

1) измерение малых линейных перемещений;

2) измерение линейных размеров высокой точности изготовления методом сравнения с мерой;

3) измерение отклонений формы поверхности или отклонений расположения поверхностей.

Преимущество индуктивного датчика: он может находиться на расстоянии от электронного блока со шкалой (в разных помещениях, внутри какого-либо агрегата, а блок – на столе исполнителя, рядом с компьютером.

Калибратор – источник (генератор) образцового сигнала или сигнала с известным параметром (в виде электрического напряжения, частоты временного интервала, амплитуды и др.); предназначен для настройки и проверки средств измерений, а также для точных измерений некоторых электрических мер.

Этот прибор применяется в основном в электротехнической и радиоэлектронной промышленности России.

Калориметр (от лат. calor – «топливо» и metreo – «измеряю») – прибор для определения различных тепловых характеристик и величин: удельной теплоемкости, теплоты сгорания, теплоты растворения, энергии излучения (например, лазеров) и т. д. Действие калориметра основано на измерении количества теплоты, переходящей от одного объекта к другому.

Калориметры предназначены для измерения количества теплоты, выделившейся:

1) на разных стадиях процесса (какого-либо вида) – так называемые калориметры-осциллографы;

2) в течение всего процесса – так называемые калориметры-интеграторы.

В жидкостных калориметрах введенное количество теплоты определяется по изменению температуры калориметрической системы прибора (сосуд с жидкостью, камера и другие части калориметра); в изотермических калориметрах измеряется масса вещества, изменившего агрегатное состояние (например, растаявший лед). Калориметры используются также при проведении научноисследовательских работ для изучения скорости протекания каких-либо процессов, структуры растворов и др. В целом калориметры широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России.

Квадрант (от лат. quadrans (quadrantis) – «четвертая часть» – различаются:

1) квадрант плоскости – любая из четырех областей (углов), на которые плоскость делится двумя взаимно перпендикулярными прямыми, принятыми в качестве осей координат;

2) квадрант круга – сектор с центральным углом в 90°; 1/4 часть круга.

Квадрант – простейший астрономический прибор, применявшийся в глубокой древности для определения положения небесных светил на небесной сфере.

Квадрант широко использовался мореплавателями и путешественниками древности и Средневековья для определения своего местонахождения в морях и океанах, в пустынных, безлюдных районах Земли.

Квантовый магнитометр – прибор, предназначенный для измерения напряженности магнитных полей, базирующийся на квантовых явлениях. Подобные явления – квантовые изменения магнитного потока в сверхпроводящем контуре, квантовые переходы между магнитными подуровнями атомов, а также упорядоченная свободная прецессия электронных или ядерных магнитных моментов.

Квантовые магнитометры используются в основном для измерения напряженности слабых магнитных полей и, например, магнитного поля Земли и его аномалий на ее поверхности и на высотах, которые соответствуют орбитам искусственных спутников Земли и баллистических ракет, для измерения в космическом пространстве магнитных полей планет Солнечной системы. Квантовые магнитометры используются также для обнаружения полезных ископаемых, поиска затонувших судов, для магнитного каротажа и т. п.

Уровни энергии молекул, атомных ядер или электронов атомов, которые обладают магнитными моментами, в магнитном поле разделяются на несколько подуровней, разность энергий между которыми напрямую зависит от величины магнитного поля и во многих случаях пропорциональна его напряженности. Частицы могут перемещаться с одного магнитного подуровня на другой, излучая или поглощая порцию электромагнитной энергии. Частота электромагнитного поля равна частоте прецессии магнитного момента, расположенного вокруг направления магнитного поля. Частота 0,1 лежит в радиодиапазоне. Измеряя ее по резонансному поглощению веществом радиоволн, можно узнать напряженность магнитного поля. Исходя из того, что коэффициент пропорциональности между частотой и полем выражается с помощью атомных констант, характеризующихся весьма высокой воспроизводимостью и стабильностью, чувствительность таких квантовых магнитометров высока. Наиболее совершенные квантовые магнитометры данного типа обладают чувствительностью до 10 -8э или 10 -3гамм.

В электронном квантовом магнитометре используется прецессия в магнитном поле магнитных моментов неспаренных электронов парамагнитных атомов.

Частота прецессии для электронов в поле напряженностью 1 э равна 2,8 МГц. Изменение поля на 1 гамму приводит к смене частоты прецессии на 28 Гц, что в 660 раз больше, нежели для протонных магнитометров.

Для получения достаточно больших ЭДС используют методы динамической поляризации ядер. При этом ориентация магнитных моментов протонов производится с помощью их взаимодействия с электронными моментами парамагнитных ионов. Данным способом ядерную намагниченность можно увеличить в несколько сот раз. Использование вещества, которое содержит радикалы нитрозодисульфоната калия, дает возможность увеличить намагниченность еще приблизительно в 40 раз.