Датчики, Электрические измерения неэлектрических величин

В последнее время электроизмерительная техника получает все более широкое распространение. Благодаря ряду существенных преимуществ электрических методов измерений, таких, как точность, чувствительность, возможность измерения на расстоянии и т. д., быстро развиваются косвенные методы измерения неэлектрических величин. Суть косвенных измерений в том, что измеряемая неэлектрическая величина при помощи специального устройства (датчика) преобразуется в пропорциональную ей электрическую величину, которая и измеряется. Таким способом могут измеряться различные механические величины (перемещения, скорость, частота колебаний), физические (температура, давление, влажность), химические (концентрация вещества, химический состав вещества и т. д.) и величины, связанные с процессами, происходящими в растениях и в организме животных или человека.
Автоматическое управление и регулирование, бурно развивающиеся в последнее время, также требуют устройств, преобразующих контролируемые неэлектрические величины в электрические, так как их удобно анализировать, хранить и использовать для управления различными технологическими процессами. Такими устройствами являются специальные преобразователи — датчики.
Важнейшей характеристикой любого датчика является его чувствительность S, определяемая как отношение приращения выходной величины к приращению входной.

Реостатные датчики. Реостатный датчик представляет собой переменное сопротивление, подвижный контакт которого перемещается вместе с перемещением контролируемого объекта.
В результате пропорционально измеряемому перемещению изменяется сопротивление между точками а и б.

Схема реостатного датчика

Проволочные датчики. Проволочная спираль (например, из константана или нихрома) наклеена на поверхность детали, растяжение или сжатие которой измеряется. При рас тяжении (или сжатии) испытываемого образца растягивается (или сжимается) проволочная спираль, в результате чего омическое сопротивление изменяется за счет изменения длины, сечения и удельного сопротивления проволоки.

Схема прополочного датчика

Датчики контактного сопротивления. Работа датчиков контактного сопротивления основана на зависимости величины сопротивления между поверхностями двух твердых тел от давления одного тела на другое. Чем больше давление, тем меньше контактное сопротивление, и наоборот.

Устройство контактного датчика

При сжатии контакта двух пластин из электродного угля сопротивление между точками а и б будет уменьшаться.
Для увеличения чувствительности датчика используют не две, а больше угольных пластин Термосопротивления. Работа датчика этого типа основана на изменении сопротивления проводника при изменении его температуры В качестве термосопротивления используются в основном металлы со сравнительно большим положительным температурным коэффициентом сопротивления (платина, никель, медь).
В последние годы появились и полупроводниковые термосопротивления, которые имеют более высокий температурный коэффициент. В отличие от механических термосопротивлений полупроводниковые имеют отрицательный температурный коэффициент.
Электролитические датчики. В основе работы электролитического датчика лежит следующее явление: сопротивление между двумя пластинами, опущенными в электролит, зависит от концентрации электролита.

Устройство электролитического датчика

Контактные датчики. Контактные датчики используются для регистрации определенных положений предметов при их механических перемещениях. Например, при достижении стержнем определенного положения контакты а и б замыкаются, что регистрируется каким-либо электрическим прибором (устройством).

Схема контактного датчика

Индуктивные датчики. Работа индуктивных датчиков основана на свойстве катушки индуктивности изменять свое сопротивление при введении в нее ферромагнитного сердечника или при измене-чи величины зазора в магнитном сердечнике, на сотором помещена катушка.

Устройство индуктивного датчика

Индуктивные датчики применяются в основном для преобразования различных механических перемещений, для контроля размеров изделий и т.д.

Вариант конструкции индуктивного датчика.

Емкостные датчики, В работе емкостного датчика используется зависимость емкости конденсатора от трех параметров: площади обкладок, расстояния между ними и диэлектрическом постоянной среды между об кладками. В зависимости от того, на какой из параметров конденсатора воздействует измеряемая величина,

Принцип действия пьезоэлектрического датчика

различают три типа: 1) с изменяющимся расстоянием между обкладками, 2) с изменяющейся площадью обкладок, 3) с изменяющейся диэлектрической постоянной.
Чувствительность емкостных датчиков очень велика; она превосходит чувствительность всех других видов датчиков.
Емкостные датчики используются для преобразования механических перемещений, состава смесей, измерений уровня жидкости и т. д.
Термоэлектрические датчики (термопары). Работа термоэлектрического датчика основана на явлении термоэлектрического эффекта, который заключается в том, что если два проводника из различных материалов соединить одними концами и место их соединения нагреть, то на свободных концах проводников появится э. д. с. Величина этой э. д. с. зависит от материалов, из которых изготовлены эти проводники, и от разности температур между свободными и соединен ными концами.

Схема термоэлектрического датчика

Наиболее распространенными материалами (и сила вами) для термопар являются следующие: платина, хромель, алюмель, копель, вольфрам, молибден.
Пьезоэлектрические датчики. Принцип действия пьезоэлектрических датчиков основан на эффекте появления зарядов на гранях кристалла при его механической деформации.
Величина возникающих зарядов пропорциональна величине упругих сил и не зависит от размеров поверхности нагруженного кристалла.
Фотоэлектрические датчики. Под фотоэлектрическим датчиком (фотоэлементом) понимается устройство, которое изменяет свои параметры при воздействии на него световой энергии.

Устройство радиационного уровнемера

Радиационные датчики. В радиационных датчиках используется влияние измеряемой величины на интенсивность радиоактивного излучения гаммалучей. Каждый датчик состоит из радиоактивного источника и приемника радиоактивных излучений. На рисунке изображен сигнализатор уровня жидкости в среде. Здесь мы видим источник радиоактивных излучений 1, защитный экран 2, приемник радиоактивных излучений 3 и измерительный прибор 4.
В том случае, когда уровень жидкости в сосуде ниже линии аб, интенсивность радиоактивного потока, проходящего через приемник 3, значительно больше, чем интенсивность потока в том случае, когда уровень жидкости выше уровня линии аб. При наполнении сосуда жидкостью в момент, когда ее уровень поднимается выше линии аб, интенсивность потока через приемник радиоактивных излучений резко уменьшается.

Rico аватар

Реостатный Датчик -

Реостатный Датчик - измерительный преобразователь в виде реостата, сопротивление которого изменяется (вследствие перемещения подвижного контакта) пропорционально измеряемой величине (линейному или угловому перемещению). Применяется в следящих электроприводах, как датчики перемещения (например рулевая машинка), датчики уровня (жидкости) и так далее.

Отправить комментарий

Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
  • Доступны HTML теги: <a> <em> <strong> <i> <b> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img> <h1> <h2> <h3> <h4> <h5> <h6> <p> <sub> <sup> <table> <tr> <th> <td>
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
  • Freelinking helps you easily create HTML links. Links take the form of [[indicator:target|Title]]. By default (no indicator): Link to a local node by title
  • При выводе кода вы можете использовать следущие теги: <code>, <blockcode>, <asm>, <asp>, <c>, <cpp>, <delphi>, <java>, <javascript>, <matlab>, <mpasm>, <mysql>, <pascal>, <php>, <python>, <ruby>, <vb>, <z80>. Код будет выведен в отдельном блоке с использованием подсветки синтаксиса.
  • Для вывода математических формул в формате latex используйте [m]формула[/m]

Подробнее о форматировании

CAPTCHA на основе изображений
Enter the characters shown in the image.


Добавить закладку в Google