Емкостные датчики перемещения

В основе работы датчиков данного типа лежит взаимосвязь ёмкости конденсатора с его геометрической конфигурацией. В простейшем случае речь идёт об изменении расстояния между пластинами вследствие внешнего физического воздействия (Рисунок 1). Поскольку ёмкость конденсатора изменяется обратно пропорционально величине зазора между пластинами, определение ёмкости при прочих известных параметрах позволяет судить о расстоянии между пластинами. Изменение ёмкости можно зафиксировать различными способами (например, измеряя его импеданс), однако в любом случае конденсатор необходимо включить в электрическую цепь.

28. Пироэлектрические ИП:

Пироэлектрические преобразователи основаны на свойстве некоторых кристаллических диэлектриков (пироэлектриков) электризоваться при нагревании или охлаждении. Поверхностная плотность возникающих зарядов прямо пропорциональна градиенту температур на гранях пироэлектрика. На основе пироэлектриков созданы: преобразователь в виде пироэлектрического конденсатора с поглощающим инфракрасное излучение покрытием в качестве обкладок и передающая электронно-лучевая трубка (пирикон) с мишенью из пироэлектрического материала. Чувствительность пироэлектрического конденсатора высока и достигает 20 В / К независимо от его площади при постоянной времени 0 1 - 10 мкс. Поскольку пироэлектрик реагирует на перепад температур, его целесообразно применять для контроля в динамическом режиме. В случае необходимости использования его в статическом режиме или при медленных изменениях потока инфракрасного излучения перед пироэлектрическим преобразователем устанавливают прерыватель потока или модулятор. [1]

29. Пьезоэлектрические ИП.

В основу работы этих преобразователей положено преобразование измеряемого давления в усилие посредством деформационного чув­ствительного элемента и последующего преобразования этого уси­лия в сигнал измерительной информации пьезоэлектрическим пре­образовательным элементом. Принцип действия пьезоэлектричес­кого преобразовательного элемента основан на пьезоэлектрическом эффекте, наблюдаемом у ряда кристаллов, таких, как кварц, тур­малин, титанат бария и др. Суть пьезоэлектрического эффекта со­стоит в том, что если кварцевые пластины Х-среза подвергнуть сжатию силой N, то на ее поверхно­сти возникнут заряды разных зна­ков. Значение заряда Q связано с силой N соотношением

Q = kN,

где k — пьезоэлектрическая постоян­ная.

Значение k не зависит от разме­ра пластины и определяется приро­дой кристалла. На рисунке 1.10 показана схема пьезоэлектрического измерительно­го преобразователя давления.

Рисунок 1.10 - Схема пьезоэлектриче­ского измерительного преобразо­вателя давления

30. Термопара

Термопара представляет собой два провода из различных металлов, соединенных на одном конце ("рабочий конец", "горячий спай") и предназначенных для измерения температуры.

Вторые концы термопары ("свободные концы", "холодный спай") соединены со средством измерения напряжения с помощью проводов из металла одного типа, например, меди.

Принцип действия термопары основан на так называемом эффекте Зеебека. Если две проволоки из разных металлов с одного конца сварить (это место будет называться рабочим или горячим спаем) и нагреть до температуры Т1, то на оставшихся свободных концах проволок (холодный спай) с более низкой, комнатной температурой Т2 появиться термо-ЭДС. Чем выше разница температур между рабочим и холодным спаем ΔТ, тем больше термо-ЭДС.

Конструкция термопары имеет следующий вид. Сваренные с одного конца проволоки помещаются внутрь керамической трубки с двумя отверстиями, либо на них одеваются керамические бусы с целью изолировать проволоки друг от друга по всей длине.

Часто в качестве изолятора используется керамический порошок, который засыпается внутрь чехла, в который вставлена термопара.

Измерительный прибор или электронную измерительную систему подключают либо к концам термоэлектродов (рис. а), либо в разрыв одного из них (рис. б).

Рис. Подключение термопары к измерительному прибору

Поиск по сайту: