何谓非电量电气测量?其原因是什么呢

非电量电气测量是指在电气工程领域中,测量和分析的对象不是电本身的性质,如电压、电流、电阻等,而是与电相关但不属于电的基本参数,如温度、压力、湿度、速度、位移、流量、颜色、光照强度等物理量或化学量。这些非电量通过某种方式转换为电量后,再使用电量测量技术进行检测和分析。
非电量电气测量的原因主要有以下几点:
1. 技术可行性:许多非电量参数不能直接用常规的电量测量方法进行测量,需要通过传感器或转换器将非电量转换为电量形式,如热电偶将温度变化转换为电压变化,压电元件将压力变化转换为电信号等。这种转换使得非电量参数可以通过已有的电量测量设备进行处理和分析。
2. 测量精度:电量测量技术经过长期发展,具有很高的精度和稳定性,因此将非电量转换为电量后,可以利用这些高精度的测量设备,提高非电量参数测量的准确性和可靠性。
3. 信号传输:电量信号易于传输和处理,非电量信号在长距离传输时容易受到干扰,而电量信号可以通过电缆或无线方式远距离传输,且在传输过程中易于放大和滤波,降低了信号失真的可能性。
4. 自动化和集成:在现代工业自动化系统中,非电量电气测量是实现设备监控、故障诊断和远程控制的重要手段。将非电量转换为电量后,可以方便地与计算机系统、PLC(可编程逻辑控制器)等设备接口,实现系统的集成和自动化控制。
5. 数据处理与分析:电量数据易于进行数学运算和计算机处理,通过非电量电气测量,可以将各种复杂的物理现象和化学变化转化为易于处理的数字信号,便于进行数据分析、故障诊断和优化控制。
6. 成本效益:虽然非电量转换设备和传感器可能增加了一定的成本,但考虑到电量测量设备的成熟性和通用性,以及非电量电气测量带来的精确度、稳定性和自动化优势,从长期来看,这种投资通常能够带来更好的经济效益。
非电量电气测量方法
非电量电气测量方法主要包括以下几种:
1. 转换器法:通过各种传感器或转换器将非电量参数转换为电量,如热电偶将温度转换为电压,压电元件将压力转换为电压或电流,霍尔效应传感器将磁场强度转换为电压等。
2. 电桥法:利用电桥电路平衡原理,通过调整桥臂电阻来测量非电量参数,如电阻应变片用于测量物体的应变,电容式传感器用于测量压力、位移等。
3. 电感法:利用电感与某些非电量参数(如磁导率、电导率)的关系进行测量,如涡流传感器用于测量金属厚度、速度等。
4. 光电法:利用光的特性与非电量参数的关联进行测量,如光栅传感器用于测量角度,光纤传感器用于测量温度、压力等。
5. 电化学法:利用电化学反应与非电量参数(如浓度、成分)的关系进行测量,如电导率传感器用于测量溶液的电导率,电位法用于测量溶液的pH值。
6. 微波法:利用微波与物质的相互作用来测量非电量参数,如微波雷达用于测量距离,微波传感器用于测量湿度。
这些方法根据不同的非电量参数和应用环境,选择合适的转换技术和测量设备,以实现准确、稳定和高效的非电量电气测量。
非电量电气测量是现代科技发展的重要组成部分,它将非电量参数转化为电量信号,利用电量测量技术的优势,为工业生产、科学研究和日常生活提供了精确、便捷的测量手段。