ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Тензорезисторные преобразователи представляют собой изоляционную пластину, на которую наклеен тонкий проводник.

Рисунок 21. Тензорезисторный преобразователь

1 - проводник

2 - подложки

При приложении к подложке силы F, подложка испытывает упругое удли-

нение Δ l, которое пропорционально приложенной силе. При удлинении каж-

дого элемента змейки изменяется общее сопротивление. Этот принцип лег в основу тензометрического метода, который состоит в том, что под действием силы изменяется сопротивление тензорезистора. Тензорезисторы широко ис-

пользуются при определении напряжения в строительных и машинострои-

тельных конструкциях.

ЕМКОСТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Емкостные преобразователи используют свойства конденсатора менять собственную емкость при изменении площади пластин и расстоянии между

ними.

С=ε 0 · ε · S / δ , (14)

где ε 0 – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума;

ε – относительная диэлектрическая проницаемость изолятора 2;

S – площадь обкладок 1 емкостного преобразователя;

δ – расстояние между обкладками емкостного преобразователя.

Рисунок 22. Емкостный преобразователь:

а) структурная схема;

б) устройство и работа.

ИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Индуктивные преобразователи – это преобразователи перемещения в ин-

дуктивность.

Рисунок 23. Индуктивный преобразователь

1 – стальная подвижная пластина;

2 – неподвижный магнитопровод электромагнита;

3 – обмотка намагничивания электромагнита.

Δ δ = –Δ X

δ – рабочий воздушный зазор между 1 и 2

При подаче напряжения переменного тока в обмотку электромагнита через обмотку протекает переменный ток.

I=U / √ (ω *L)² +R² ,

где ω – круговая частота питающего напряжения;

L – индуктивность электромагнита;

R – активное сопротивление обмотки электромагнита.

При изменении X(δ ) изменяется и индуктивное сопротивление обмотки электромагнита.

ИНДУКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Индукционные преобразователи представляют собой электромагнит (контур с током, питаемый переменным током).

~U₁

~U₂

Рисунок 24. Индукционные преобразователи

ТЕРМОРЕЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Существует два типа терморезисторных преобразователей:

1. Проволочные.

2. Полупроводниковые.

R₀

R(θ )=R0 (1+α т· θ ˚ )

Рисунок 25. График уравнения преобразования проволочного терморезисторного преобразователя

R(θ )=R0· e

Рисунок 26. График уравнения преобразования полупроводникового терморезисторного преобразователя

С ростом температуры сопротивление падает.

Наиболее чувствительными являются полупроводниковые терморезисто-

ры, но их применение ограничено относительно низкой величиной температуры и нелинейностью.

Проволочные терморезисторы – линейны и выдерживают большую температуру.

ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Цифровые измерительные приборы (ЦИП) – это средства измерения, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измеряемой информа-ции.

Показания ЦИП представлены в цифровой форме.

В процессе измерения ЦИП обязательно автоматически выполняет следу-ющие операции:

1. Квантование измеряемой величины по уровню.

2. Дискретизация измеряемой величины по времени.

N(t)

X(t)

3. Кодирование информации.

Рисунок 27. Схема работы ЦИП

Δ Х – квант уровня

Δ t – дискрета времени

Основные преимущества ЦИП:

1. Удобство и объективность отсчета.

2. Высокая точность результатов измерения.

3. Широкий динамический диапазон.

4. Возможность автоматизировать процесс измерения.

5. Высокая устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям.

6. Возможность использования новейших достижения электроники.

ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦИП

Рисунок 28. Обобщенная структурная схема ЦИП

АП – аналоговый преобразователь;

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

ЦСОИ – цифровое средство отображения информации;

М – мера;

УУ – управляющее устройство;

x(t) – входная величина любой физической природы;

y(t) – электрическая величина (ток, напряжение);

ДС – дискретный сигнал;

N – выходной сигнал цифровой формы;

ВУ – внешнее управление.

⇐ Предыдущая 1 23