Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы). 3 страница




контакта с измеряемым объектом. Вследствие этого с их помощью можно производить измерения в агрессивных средах, при высокой температуре, давлении и т.д.

Погрешности измерения с помощью ионизационных преобра­зователей прежде всего определяются несовершенством использу­емой измерительной аппаратуры. Особенно велика погрешность, вносимая усилителем постоянного тока. Поэтому часто для умень­шения этой погрешности приборы с ионизационными преобразо­вателями выполняются по нулевому методу с автоматическим урав­новешиванием посредством следящего привода с реверсивным дви­гателем. Кроме того, нужно учитывать погрешность, обусловлен­ную постепенным распадом радиоактивного вещества и, следова­тельно, нестабильностью источника излучения во времени.

Активность источника излучения А изменяется во времени по закону

-—г

А = Аое г°-5 , где А0 — начальная активность источника; 70 5 пада.

20 40 60 80 100 120 140 Ионизационный ток, мА Рис. 7.32. Диаграмма прохождения ионов через щель камеры масс- спектрометра

По допустимой погрешности


 

 


1п2

(7.7)
^Ух,

~ То,51


 

 


и периоду полураспада Т0 5 определяется время смены изотопов.

Радиоактивные изотопы характеризуются тем, что число рас­падов в равные промежутки неодинаково и колеблется около не­которого среднего значения. Поэтому при конечном времени из­мерения это приводит к возникновению большой случайной по­грешности, среднее квадратическое значение которой определя­ется формулой

а - yfiJn, (7.8)

где п = /^юмР1 — число частиц, зарегистрированных приемником за время измерения tmM; fN — частота попадания частиц в прием­ник; ц, — эффективность приемника, т. е. отношение поглощенных лучей к падающим.

Погрешность о = лД/(/л^измМ) очевидно будет тем меньше, чем больше время измерения и чем больше активность источника А, определяющая частоту FN частиц, попадающих в приемник.

Таким образом, для повышения точности или быстродействия этих приборов нужно значительно увеличить мощность источника. Это возможно в тех случаях, когда зона расположения источника недоступна для человека или хорошо защищена экранами. Но это связано с резким утяжелением аппаратуры. Так для стократного ослабления интенсивности излучения необходим свинцовый эк­ран толщиной 90 мм.

В зависимости от свойств ионизирующих агентов ионизацион­ные преобразователи используются в приборах для измерения раз­личных величин. Например, ионизационные преобразователи с а-излучателями могут применяться для измерения перемещения, так как ток ионизационной камеры зависит от расстояния между электродами; плотности газов; скорости течения газов и количе­ства дымовых примесей и влажности газа.

Ионизационные преобразователи с (3-излучателями могут при­меняться вместо а -излучателей в некоторых вышеперечисленных случаях, а также для измерения бесконтактным методом толщи­ны листового материала и толщины покрытий.

Ионизационные преобразователи с у-излучателями, облада­ющими большой проникающей способностью, используются для измерения плотности вещества, толщины, уровня, для дефекто­скопии деталей.

Ионизационный расходомер. На рис. 7.33 изображен принцип действия ионизационного расходомера с а-излучателем.

1+

j^j К усилителю

V2

а-излучатель

Поток

Рис. 7.33. Схема ионизационного расходомера с а-излучателем: 1 — электрод-приемник; 2 — электрод-излучатель

Рис. 7.34. Схема ионизационного расходомера:

Г

1 и 6 — соответственно рабочий и компенсационный источники излуче­ния; 2 — объект измерения; 3, 4 — ионизационные камеры; 5 — диаф­рагма; 7—следящее устройство; 8 — усилитель; 9 — преобразо­ватель; 10 — сопротивление

тг-

В испытуемый поток помещаются два электрода, на один из ко­торых нанесен слой радиоактивного вещества, ионизирующего про­странство между электродами. Под воздействием напряжения, при­ложенного к электродам, образующиеся ионы движутся со скорос­тью, определяемой этим напряжением и скоростью потока, так как часть ионов уносится потоком. В этом случае ионизационный ток является функцией скорости потока:

' потока)-

Ионизационный толщиномер. Примером применения иониза­ционного преобразователя с использованием (3-излучателя может служить толщиномер (рис. 7.34).

Толщиномер построен на принципе уравновешивания и осно­ван на явлении поглощения (3- и у-лучей листом стального прока­та, толщина которого измеряется.

Прибор имеет два источника излучения — рабочий 1 и ком­пенсационный 6, потоки которых воспринимаются соответствен­но ионизационными камерами 3 и 4. Разностный ток ионизаци­онных камер протекает через сопротивление 10. Падение напря­жения на этом сопротивлении, преобразованное в переменное в преобразователе 9, усиливается уси­лителем 8 и поступает на управляю­щую обмотку двигателя Д.

Рабочий поток источника излуче­ния 1 поглощается объектом измере­ния 2, а компенсационный 6 регули­руется до достижения равенства его с рабочим потоком диафрагмой 5 с переменным отверстием, шторка ко­торой перемещается реверсивным Рис. 7.35. схема ионизаци- двигателем. Угол поворота шторки ди- онного уровнемера ИУ-3: афрагмы служит мерой толщины кон- 7 _ источник ИЗЛучения; 2 - тролируемого изделия. Имеется и вы- защитная камера;'з - трубка
носной указатель Ук, связанный со шторкой следящим устрой­ством 7.

Ионизационный уровнемер. Излучатель у-лучей применяется ча­сто в ионизационных уровнемерах. Принципиальная схема уров­немера типа ИУ-3 приведена на рис. 7.35.

На противоположных сторонах объекта, в котором измеряет­ся уровень жидкости, расположены источник и приемник у-лу­чей. Источник излучения 1 в виде проволоки из кобальта, тол­щиной 0,7...0,9 мм и длиной 150 мм располагается в защитной камере 2. С другой стороны объекта располагается счетная трубка 3. При изменении уровня жидкости изменяется величина поглоще­ния у-лучей средой, а следовательно, и ионизационный ток.

Ионизационные уровнемеры являются приборами, не требу­ющими непосредственного контакта с испытуемой средой. По­этому они применяются в наиболее трудных условиях измерения, например при высоких давлениях, высоких температурах (изме­рение уровня расплавленного металла), а также в случаях измере­ния уровня различных агрессивных сред.

7.5. РЕОСТАТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИЛИ ДАТЧИКИ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Реостатный преобразователь (рис. 7.36) представляет собой ре­остат, движок которого перемещается под действием измеряемой неэлектрической величины. Следовательно, входной величиной реостатных преобразователей является перемещение движка рео­стата, механически связанного с измеряемой неэлектрической ве­личиной, а выходной величиной — активное сопротивление.

На каркас 6 из изоляционного ма­териала намотана с равномерным ша­гом проволока 5. Изоляция проволоки на верхней границе каркаса зачищает­ся, и по металлу скользит щетка 4. До­бавочная щетка 2 скользит по токо- съемному кольцу 3. Обе щетки изоли­рованы от приводного валика 1.

статного преобразователя: 1 — приводной валик; 2 — доба­вочная щетка; 3 — токосъем ное кольцо; 4 — щетка; 5 — прово­лока; 6 — каркас

Реостатные преобразователи вы­полняются как с проводом, намотан­ным на каркас, так и реохордного типа. В качестве материала провода приме­няют нихром, манганин, константан и др. В ответственных случаях, когда требования к износоустойчивости контактных поверхностей очень вели­ки или когда контактные давления
очень малы, применяют сплавы платины с иридием, палладием и т.д. Провод реостата должен быть покрыт либо эмалью, либо слоем оксидов для изоляции соседних витков друг от друга. Движ­ки бывают из двух-трех проволочек (платина с иридием) с кон­тактным давлением 0,003...0,005 Н или пластинчатые (серебро, фосфористая бронза) с усилием 0,05...0,1 Н. Контактная поверх­ность намотанного провода полируется; ширина контактной по­верхности равна двум-трем диаметрам провода. Каркас реостат­ного преобразователя выполняется из текстолита, пластмассы или из алюминия, покрытого изоляционным лаком, или оксидной пленкой. Формы каркасов разнообразные. Реактивное сопротив­ление реостатных преобразователей очень мало и им обычно можно пренебречь на частотах звукового диапазона.

При использовании реостатных преобразователей для измере­ния неэлектрических величин часто возникает задача получить ли­нейную зависимость угла отклонения а указателя от измеряемой неэлектрической величины F, несмотря на то, что ряд звеньев прибора между преобразователем и указателем, осуществляющих промежуточные преобразования, характеризуется нелинейной функцией преобразования.

В подобных случаях применяются функциональные реостатные преобразователи с нелинейным распределением сопротивления вдоль каркаса. Такого распределения сопротивления достигают, на­пример, изменяя высоту каркаса, шунтируя части линейного рео­стата постоянными сопротивлениями, используя намотку с пере­менным шагом, намотку отдельных участков каркаса проводами раз­ного диаметра или с разными удельными сопротивлениями и т. д.

Рассмотрим варианты построения приборов с реостатными пре­образователями. Для схемы на рис. 7.37, а силу тока /можно выра­зить формулой

/ =________ -_______ (7.9)

где / — отклонение движка, соответствующее текущему значению измеряемой величины; /ном — номинальное отклонение, при ко­тором сопротивление линейного реостата Rp = 0. Если отклонение движка угловое, то вместо / и /ном следует поставить ср и срном.

Как видно из приведенной зависимости, связь тока с отклоне­нием движка оказывается нелинейной, поэтому цепь, изображен­ную на рис. 7.37, а, применяют редко.

В цепи на рис. 7.37, б реостатный преобразователь включен по схеме делителя напряжения:

Ц _ _________ £/ф / фН0М_______ ^J JQ^

R/R + J------------ ФЛРном----

1 +ДоЛАФНОМ/Ф)

6 Ранне»

«0 Ro б в

 

 

Рис. 7.37. Схемы приборов с реостатными преобразователями: а — с последовательным включением; б — д — по схеме делителя напря­жения; е — с использованием логометра

 

Наличие в знаменателе члена фном/ф приводит к нелинейной зависимости входного напряжения Uv от отклонения ср. Однако при очень большом значении сопротивления отсчетного устрой­ства Rq (при использовании указателя, включенного через усили­тель) этот член оказывается равным нулю, и связь между выход­ным напряжением U и углом ф становится линейной:


 

 


ц = U Ф/Фном

(7.11)
ном

R/Rp + Г


 

 


Цепи на рис. 7.37, в, г характеризуются нелинейностью, но позволяют при применении указателя с двухсторонней шкалой измерять отклонение измеряемой величины в обе стороны от нуля.

Нелинейность при включении преобразователя по схеме на рис. 7.37, д достаточно мала.

Показания прибора, изображенного на рис. 7.37, е, где в каче­стве указателя использован логометр, не зависят в известной сте­пени от постоянства напряжения источника питания, так как от­клонение логометра является функцией отношения токов, а сле­довательно, перемещения движка /:

а = f\ {I\/h) = h (R\/Ri) = /(О-


Зависимость токов Jx и 12 от перемещения / в этой цепи нелинейна. Но, изменяя форму полюсных наконечников или сердечника из­мерительного механизма логометра, можно получить нужный вид зависимости а =/,(/]/ /12), а следовательно, и требуемый характер шкалы а =/(/) измерительного устройства.

Реостатный уровнемер. Наиболее широкое распространение получили реостатные пре­образователи в приборах для измерения уров­ня — реостатные уровнемеры, которые ис­пользуются в самолетах, автомобилях и т.д. На рис. 7.38 представлена измерительная цепь реостатного уровнемера — бензиномера.

Измерителем здесь является магнитоэлек­трический логометр, рамки которого вклю­чены последовательно с сопротивлениями R3 и R4 реостатного преобразователя. При изме­нении положения движка, связанного с поплавком 7, токи в обе­их рамках изменяются с различными знаками, вследствие чего изменяется отношение этих токов, а следовательно, и отклоне­ние стрелки указателя. Сопротивления Rx и R2 служат для регули­ровки прибора на заданный предел измерения. Шкала указателя градуируется в литрах.

Пружинный акселерометр. На рис. 7.39 представлена принципи­альная схема пружинного датчика ускорения (акселерометра) с реостатным преобразователем.

Масса т подвешена на пружинах С. При наличии вертикального ускорения под действием силы инерции F= тх движок Д, связан­ный с массой, перемещается по реостату R. Выходное напряжение пропорционально действующему ускорению. Предел измерения при­бора определяется жесткостью пружин С и величиной массы.

Реостатные преобразователи могут быть использованы для измерения виброускорений и виброперемещений с ограниченным частотным диапазоном.

Рис. 7.38. Схема рео­статного уровнемера: I — поплавок
Рис. 7.39. Схема пружинного дат­чика ускорения с реостатным преобразователем

С изменением температуры из­меняется сопротивление преобразо­вателя, что обусловлено темпера­турным изменением удельного со­противления провода. При включе­нии преобразователя по потенцио- метрической схеме в режиме холо­стого хода изменение температуры не меняет распределения напряже­ний и температурная погрешность отсутствует.

Реостатные преобразователи являются ступенчатыми (дискрет­ными), за исключением преобразователей реохордного типа, так как непрерывному изменению измеряемой неэлектрической вели­чины соответствует ступенчатое изменение сопротивления AR при переходе движка с одного витка на другой.

Погрешность дискретности в этом случае составляет

Y* =±AR/(2RV),

где Rp — полное сопротивление преобразователя.

Если преобразователь имеет пропорциональную функцию пре­образования, то «скачки» сопротивления будут одинаковы по всему диапазону перемещения движка. В этом случае

Rp =иДЯ; yR= ±1/2",

где п — число витков в обмотке реостатного преобразователя, обычно п = 100...200.

7.6. ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

В основе работы тензорезисторных преобразователей лежит яв­ление тензоэффекта, заключающееся в изменении активного со­противления проводников при деформации сжатия — растяже­ния. При деформации проводника изменяются его длина / и пло­щадь поперечного сечения Q; при деформации кристаллической решетки — удельное сопротивление р. Эти изменения приводят к изменению сопротивления проводника

R = pl/Q-

Важная характеристика тензоэффекта материала — коэффици­ент относительной чувствительности 5ОТН, определяемый как отно­шение изменения сопротивления к изменению длины проводника:

*$0ТН = £я/£Ь

гдеед = AR/R — относительное изменение сопротивления про­волоки; е, = А1/1 — относительное изменение длины проводника.

Основным требованием к материалу тензопреобразователей яв­ляется возможно большее значение коэффициента относитель­ной чувствительности 5ОТН. Это объясняется тем, что относитель­ное изменение сопротивления eR у большинства тензорезисторов мало, не превышает (5... 7) 10"3. Нагрев преобразователя может выз­вать изменение его сопротивления, соизмеримое с рабочим изме­нением. Другое требование — возможно меньшее значение темпе­ратурного коэффициента сопротивления материала, что опреде­ляет температурную погрешность преобразователя. Третье требо­вание — это высокое удельное сопротивление материала, из ко­торого изготовляется преобразователь, что необходимо для умень­
шения габаритных размеров преобразователя. Наиболее часто при­меняемые для изготовления тензорезисторов материалы: констан- тан, нихром, манганин, никель, хромель, висмут, титаноалюми- ниевый сплав и полупроводниковые материалы (соединения гер­мания, кремния и т.д.). В настоящее время наиболее широко при­меняют проволочные, фольговые, пленочные и полупроводни­ковые тензорезисторы.

Проволочные тензопреобразователи. В проволочных тензопре- образователях для измерений используются:

• тензоэффект проводника, находящегося в состоянии объем­ного сжатия, когда естественной входной величиной преобразо­вателя является давление (газ или жидкость), а выходной — изме­нение активного сопротивления. На этом принципе строятся ма­нометры для измерения высоких и сверхвысоких давлений;

• тензоэффект растягиваемой проволоки из тензочувствитель- ного материала. При этом тензорезисторы применяются в виде «свободных» преобразователей и в виде наклеиваемых. «Свобод­ные» тензопреобразователи выполняются в виде одной или груп­пы проволок, закрепленных по концам между подвижной и не­подвижной деталями, и, как правило, выполняющих одновре­менно роль упругого элемента. Естественной входной величиной является очень малое перемещение подвижной детали, а выход­ной величиной преобразователя — изменение его сопротивления. Устройство преобразователя приведено на рис. 7.40.

Рис. 7.40. Устройство накле­иваемого проволочного тензо- резистора: 1 — лаковая пленка; 2 — проволо­ка; 3 — бумага; 4 — медные про­водники

На полоску тонкой бумаги или лаковую пленку 1 наклеивается уложенная зигзагообразно тонкая проволока 2 диаметром 0,02... 0,05 мм. К концам проволоки присоединяются (сваркой или пай­кой) выводные медные проводники 4, служащие для включения преобразователя в измерительную цепь. Сверху преобразователь покрывается слоем лака или заклеивается бумагой 3 или фетром. Такой преобразователь приклеивается к испытуемой детали так, что проволока воспринимает дефор­мацию поверхностного слоя испы­туемой детали, вследствие чего из­меняется сопротивление проволоки. Таким образом, естественной вход­ной величиной является деформа­ция поверхностного слоя испытуе­мой детали, а выходной — измене­ние сопротивления преобразовате­ля, пропорциональное этой дефор­мации. Измерительной базой преоб­разователя является длина детали, занимаемая проволокой. Наиболее часто используются преобразовате­ли с базами 5...20 мм, обладающие
сопротивлением 30...500 Ом. Кроме петлевой конструкции суще­ствуют и другие. При необходимости уменьшения измерительной базы преобразователя (до 3...1 мм) тензорезистор изготовляют витковым способом, который заключается в том, что на оправ­ке круглого сечения на трубку из тонкой бумаги наматывается спираль из тензочувствительной проволоки. Затем эта трубка проклеивается, снимается с оправки, расплющивается и к ее концам прикрепляются выводы.

Когда надо получить от цепи с тензопреобразователем ток боль­шой величины (например, при работе на вибраторе осциллогра­фа), используют проволочные преобразователи из большого чис­ла (30...50) параллельно соединенных проволочек. Они отлича­ются большими габаритными размерами (длина базы 150...200 мм), но дают возможность увеличить пропускаемый через преобразо­ватель ток.

Фольговые преобразователи. Они представляют собой тонкую лаковую пленку, на которую нанесена фольговая тензочувстви- тельная решетка из константана толщиной 4... 12 мкм. При изго­товлении таких преобразователей путем травления можно полу­чить любой рисунок решетки, что является достоинством фольго­вых преобразователей. На рис. 7.41, а, б представлены разновид­ности фольговых тензорезисторов.

Большим преимуществом фольговых преобразователей явля­ется возможность увеличивать сечение их концов, что позволя­ет осуществить надежное припаивание (приваривание) выво­дов, а также возможность изготовить фольговые преобразова­тели большего сечения, чем проволочные, что позволяет про­пускать через преобразователи большие токи, и, следователь­но, делать приборы с тензопреобразователями более чувстви­тельными.

При отношении ширины к толщине полоски, равном 10, до­пустимый ток в преобразователе из фольги в 1,4 раза больше, чем в преобразователе из проволоки того же сечения.

Пленочные тензорезисторы. Металлические пленочные тен­зорезисторы изготовляются методом вакуумной возгонки тензо-

чувствительного материала и пос­ледующей конденсации его на под­ложку (рис. 7.42). Форма тензоре- зистора задается маской, через ко­торую производится напыление.

Действие датчика основано на изменении омического сопротив­ления тензочувствительной обмот­ки 2 при деформации упругого эле- Рис. 7.41. Фольговые тензорези- мента 1 под воздействием измеря- сторы емой силы. Тензочувствительная


Рис. 7.42. Пленочные тензорезисторы:

/ — упругий элемент; 2 — обмотка

Рис. 7.43. Схемы включения тензорезисто- ров:

а — делитель напряжения; б — мостовая цепь


 

 


обмотка (напыленная или намотанная из константана) включа­ется в плечо мостовой схемы.

Чаще всего измерительной цепью является делитель напряже­ния либо мостовая цепь (рис. 7.43).

Делитель напряжения с питанием постоянным током (см. рис. 7.43, а) применяют лишь в том случае, когда интересуются только переменной составляющей измеряемой величины. При этом постоянная составляющая падения напряжения на сопротивле­нии Rn тензопреобразователя, в сотни раз превышающая пере­менную составляющую, отфильтровывается разделительным кон­денсатором С. В других случаях в качестве измерительной цепи используется цепь моста (см. рис. 7.43, б), питаемого постоянным или переменным током. Чаще применяется неравновесный режим работы мостовой цепи. При динамических измерениях в качестве указателя применяют самописец или осциллограф, включаемые через усилитель.

Полупроводниковые тензорезисторы. Полупроводниковый чув­ствительный элемент в полупроводниковых тензорезисторах со­стоит из кремниевой полоски с п- или р-проводимостью, обла­дающей пьезоэффектом, при котором механическая нагрузка вызывает положительное или отрицательное изменение сопро­тивления. Полупроводниковый тензорезистор шириной 0,2 мм и толщиной около 0,02 мм может быть изготовлен на подложке или использоваться без нее. Преимуществом таких тензодатчи- ков является высокая чувствительность, которая постоянна толь­ко в узком диапазоне. Его характеристика нелинейна, величина ед = S.R/R сильно изменяется при изменении удлинения 8/ = М/1 и температуры. Полупроводниковые тензорезисторы имеют высо­кую стоимость, что учитывается при их использовании.

Погрешности приборов с тензопреобразователями. Эти погреш­ности тесно связаны с градуировкой приборов. При невозможно­сти градуировать непосредственно рабочий преобразователь по­грешность, обусловленная неидентичностью преобразователей и качеством наклейки рабочих и градуируемых тензорезисторов, может достигать до 3... 5 %, а общая погрешность всего прибора (включая погрешность указателя, усилителя и т.д.) — 10... 15 %. При градуировке рабочего преобразователя и при возможности контроля чувствительности усилителя погрешность прибора мо­жет быть снижена до 0,2...0,5 % при статических и до 1,0... 1,5 % при динамических измерениях.

Для уменьшения самой существенной для тензорезисторов тем­пературной погрешности, которая носит в основном аддитивный характер, используют дифференциальную схему включения пре­образователей — в соседнее плечо моста включают такой же пре­образователь, наклеенный на тот же самый материал и помещен­ный в те же температурные условия.

В ряде случаев можно разместить на детали и включить в сосед­ние плечи моста два преобразователя, испытывающих равную де­формацию разного знака (рис. 7.44). При этом одновременно дос­тигается температурная коррекция и повышается вдвое чувстви­тельность измерительной цепи.

В тензорезисторных приборах высокой точности и для получе­ния датчиков с унифицированными характеристиками, чтобы обеспечить их взаимозаменяемость, используют мостовые схемы с нормирующими резисторами, позволяющие регулировать пара­метры и характеристики тензорезистивного моста и прибора в целом. При использовании мостовых схем с нормирующими ре­зисторами погрешность датчиков с фольговыми тензорезистора- ми снижается до 0,03...0,005 %, а у датчиков с полупроводнико­выми тензорезисторами — до 0,1 %.

Рис. 7.44. Схема включения тензо­резисторов с температурной кор­рекцией: 1 — сжатие; 2 — растяжение

Применение: для измерения деформаций и механических на­пряжений, а также других статических и динамических механи­ческих величин, которые пропорциональны деформации вспомо­гательного упругого элемента (пружины), например пути, ус­корения, силы, изгибающего или вращающего момента, дав­ления газа или жидкости и т.д. По этим измеряемым величинам можно определить производные величины, например массу (вес), степень заполнения резервуаров и т.д. Проволочные тензорезис­торы на бумажной основе, а так­же фольговые и пленочные при­
меняют для измерения относительных деформаций от 0,005... 0,02 до 1,5...2 %. Свободные проволочные тензорезисторы могут быть использованы для измерения деформаций до 6... 10 %. Тензорези­сторы практически безынерционны и применяются в диапазоне частот 0... 100 кГц.

Измерительные цепи тензорезисторов весьма разнообразны. Преимущественное распространение получили приборы с усили­телями, называемые тензоусилителями или тензостанциями. Они обладают рядом достоинств: возможностью одновременно изме­рять статические и динамические деформации; простотой изго­товления и наладкой усилителей; малой чувствительностью к по­мехам от электрических и магнитных полей. Рассмотрим принцип использования тензорезисторных преобразователей для измере­ния различных неэлектрических величин.

Измерение деформации. На рис. 7.45 приведена типичная струк­турная схема одного канала прибора для измерения деформа­ции.

Измерительный мост М питается переменным напряжением от генератора Г несущей частоты. Модулированный сигнал несу­щей частоты с измерительной диагонали моста попадает на вход усилителя Ус. Усиленный сигнал демодулируется фазочувствитель- ным демодулятором Д и через фильтр Ф поступает в указатель Ук. Усилитель и генератор несущей частоты питаются от источника В. Для проверки чувствительности служит устройство П, которое в некоторых приборах осуществляется автоматически, а для пред­варительного уравновешивания моста — устройство Р. Для одно­временного определения деформации во многих точках тензо- станции выполняются многоканальными.

Измерение давлений. Для измерения давлений (100 Н/мм2... 3 кН/мм2) используют манганиновые тензорезисторы. При изме-

Рис. 7.45. Структурная схема канала измерителя деформации

 

рении давлений они могут быть установлены непосредственно на стенках сосуда, давление в котором измеряется, а для повышения чувствительности — на мембранах, сильфонах и т.д. В манометрах с тензосопротивлениями в качестве упругого элемента использу­ется металлический стакан с утолщенным дном. На наружной по­верхности стакана наклеиваются два рабочих преобразователя, а на донной поверхности — два для температурной коррекции. На рис. 7.46 приведена конструкция упругого элемента, поверхность которого изолирована и обмотана тензочувствительной проволо­кой: половина ее Rx является рабочей, а вторая половина R2 слу­жит для температурной коррекции.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 100; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты