Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Охарактеризуйте устройство и работу термоэлектрического датчика



 

Термоэлектрические датчики служат для преобразования изменения температуры в изменение ЭДС или сопротивления. В качестве термоэлектрических датчиков могут быть использованы термопары, терморезисторы, биметаллические пластинки, манометрические термоэлементы и т. п.

Принцип действия термопары основан на возникновении ЭДС на концах двух разнородных спаянных проводников при нагревании места спая. Чем больше температура места спая и меньше температура концов проводников, тем больше ЭДС. Схема включения термопары показана на рис. 36, а. Если температура выходных концов термопары постоянна, то зависимость между выходным напряжением и температурой точки спая, т. е. статическая характеристика термопары, почти линейная.

Термопары применяют для измерения высоких температур (более 500—800°С), так как использовать их для низких и средних температур нецелесообразно из-за малой чувствительности. Для сравнения температур в двух точках применяют дифференциальное включение двух термопар — последовательное и встречное (рис. 36, б). Оба конца такой термопары являются рабочими, и ЭДС отличается от нуля, когда температуры концов неодинаковы, причем полярность за­висит от того, где температура выше.

Конструктивно термопары весьма разнообразны, начиная больших термопар, которые устанавливаются в доменных печах, и кончая миниатюрными вакуумными термопарами., В терморезисторах используется свойство проводников изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры. Для изготовления терморезисторов используют металлы с большим температурным коэффициентом сопротивления или полупроводниковые материалы, имеющие большую зависимость сопротивления от температуры.

Терморезисторы, в зависимости от применения, могут быть изготовлены в виде нити, катушки, спирали и т.п.

 

Рис.36

 

 

Полупроводниковые терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом называются термисторами, с положительным — позисторами. Полупроводниковые терморезисторы представляют собой смеси окислов некоторых металлов, спрессованные и спеченные при высокой температуре. В зависимости от материала различают медно-марганцовые (ММТ) и кобальтово-марганцевые (КМТ) терморезисторы.

Терморезисторы, используемые в качестве датчиков, могут применяться в двух режимах: 1) температура терморезистора определяется температурой окружающей среды; 2) терморезистор нагревается проходящим по нему большим током, а его температура зависит от изменяющихся условий охлаждения.

В.первом случае терморезистор используется в качестве датчика температуры или термометра сопротивления. Ток, протекающий по терморезистору, должен быть настолько мал, чтобы он не вызывал ощутимого нагрева терморезистора. В этом случае могут применяться как полупроводниковые терморезисторы, так и металлические, выполненные из проволоки диаметром 0, 1 мм, намотанные на слюдяной, фарфоровый или кварцевый каркас. Полупроводниковый терморезистор обладает меньшей стабильностью, но он более чувствителен, чем металлический, и позволяет обнаружить отклонения на сотые и тысячные доли градуса.

Во втором случае терморезистор используется в качестве датчика для измерения неэлектрических величин, тем или иным способом изменяющих отвод тепла от терморезистора. Например, так может быть изготовлен анемометр — устройство, измеряющее и контролирующее скорость потока газа. Термоанемометр (рис. 37) представляет собой тонкую нить, припаянную к стойкам и нагреваемую током. Исследуемый газовый поток обдувает нить, поэтому се температура 'И сопротивление зависят от скорости потока газа; происходит преобразование скорости потока в электрическое сопротивление датчика.

 

Рис.37

 

Принцип действия термовакуометров, измеряющих степень вакуума или давление в баллонах, основан на уменьшении теплопроводности газа при уменьшении давления. В баллоне, где измеряется давление, помещается тонкая платиновая нить, нагреваемая током. При уменьшении давления в баллоне уменьшается теплопроводность газа, ухудшается теплоотдача, что приводит к увеличению сопротивления нити и тока в ее цепи. Таким образом, степень вакуума в баллоне преобразуется в электрическую величину — изменение сопротивления или тока.

Терморезисторы, используемые в качестве датчиков, могут включаться по простой однотактной, дифференциальной и мостовой схемам.

Примером мостовой схемы включения терморезистора может быть устройство для измерения мощности теплового излучения (рис. 38). Терморезистор R1 поглощает часть мощности, в результате его сопротивление изменяется. При этом мост будет разбалансирован, а возникшее выходное напряжение, поступающее на вход усилителя, будет зависеть от мощности излучения.

Рис.38

 

 

Электроконтактный термометр представляет собой обычный ртутный термометр, в капилляр которого впаяны два тонких проводника (рис. 39). При заданной температуре ртуть, поднявшаяся по капилляру, замыкает контакты проводников и включает электрическую цепь. Такие термометры применяются для работы при небольших температурах.

 

 

Рис.39

 

Электроконтактные термометры типа ЭКТ-1 и ЭКТ-2 применяются в системах автоматического регулирования температуры растворов при обработке киноплёнки.

Задающие элементы. Задающие устройства или задатчики — элементы автоматических систем, используемые для установки заданного значения регулируемой величины или требуемого закона изменения этой величины. В зависимости от природы вырабатываемого сигнала различают электрические и механические задающие устройства. Кроме того, различают задающие устройства для обеспечения постоянного по величине значения регулируемого параметра и программные задающие устройства для задания программ изменения этого параметра.

Задающие устройства должны обладать определенной точностью и стабильностью, так как от этого в значительной степени зависит качество работы системы автоматического регулирования. Для задания постоянных значений регулируемого параметра применяются стабилизаторы различных видов. В кинотехники часто используются стабилизаторы на кремневом стабилитроне и феррорезонансные стабилизаторы напряжения.

В параметрическом стабилизаторе напряжения кремниевый стабилитрон включается через балластный резистор (рис. 40), который вместе со стабилитроном образует делитель напряжения. При изменении, например, входного напряжения изменится ток в цепи резистора и стабилитрона, однако, напряжение на стабилитроне остается прежним, а всё изменения напряжения будут происходить на резисторе Rб.

Рис.40.

В процессе эксплуатации стабилизаторов на кремниевых стабилитронах нельзя допускать увеличение входного напряжения больше установленной величины. В этом случае обратный ток через стабилитрон увеличивается настолько, что пробой р-п перехода становится необратимым.

Сравнивающие элементы осуществляют сравнение заданного и действительного значений параметра регулирования и выделяют сигнал ошибки. В ряде систем датчик, задающее устройство и сравнивающий элемент выполнены одним узлом, который называется измерительным элементом. В качестве сравнивающих и измерительных элементов могут применяться мостовые схемы включения сопротивлений, диффе­ренциальные, балансные и другие схемы.


Поделиться:



Популярное:

  1. K – коэффициент, учитывающий работу предприятия
  2. Вопрос 109. Кто выдает разрешение на пуск в работу грузоподъемных механизмов?
  3. Временный перевод на другую работу и отстранение от работы
  4. Гарантий и компенсаций работникам, совмещающим работу с обучением
  5. Игра настраивает на командную работу и учит подходить к решению проблем творчески
  6. Испытание на детекторе при приеме на работу
  7. Как мы нанимаем на работу, если не можем сказать, кто для нее подходит?
  8. Максимальное количество баллов за работу – 45.
  9. На контактную работу обучающихся с преподавателем
  10. На следующее утро опять выпал снег. Первый сосед встал на полчаса раньше, принялся за работу, глядит – а у соседа уже дорожка проложена.
  11. Назовите и охарактеризуйте основные причины возникновения государства. Дайте сравнительную характеристику основных концепций возникновения государства
  12. Накопление баллов за работу в семестре


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 856; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.011 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь