реміщення, швидкості і т.д.
Датчики температури.
Термопари.
При з'єднанні між собою двох проводів з різних металів на їх кінцях виникає невелика різниця потенціалів зазвичай близько 1 мВ з температурним коефіцієнтом близько 50 мкВ/В° С. Такі сполуки називають термопарами. Комбінуючи різні пари сплавів, можна вимірювати температури від - 270 до +2500 В° С з точністю 0,5 - 2 В° С. Кожна пара виготовляється шляхом зварювання (спайки) двох різних металів таким чином, щоб вийшло невелике за розміром з'єднання - спай. Типові термопари: J - Залізо - константан (55% Cu - 45% Ni); Т - мідь - константан; R - платина - 87% Pt - 13% Rh і т.п. Усього розрізняють 7 основних типів термопар. p> Термістори - напівпровідникові пристрою, у яких температурний коефіцієнт опору (ТКС) В»- 4%/В° С. Діапазон від - 50 до +300 В° С. Точність 0,1 - 0,2 В° С. Зазвичай мають опір кілька сотень Ом при кімнатній температурі. Не пред'являють високих вимог до подальших електричним схемами. Найбільш часто застосовується мостова схема підключення термістора в поєднанні з диференціальним підсилювачем.
Термісторний метод вимірювання по порівнянні з іншими простіше і точніше, але термістори чутливі до саморазогрева, крихкі і придатні для відносно вузької області температур.
Платинові термометри опору представляють собою просто котушку з дуже чистою платинової дроту з позитивним ТКС В»0,4%/В° С. Надзвичайно стабільні в часі, точні (0,02 - 0,2 В° С), мають широкий діапазон вимірювання (від - 200 до +1000 В° С), але вартість їх висока.
Датчики температури на ІВ. Падіння напруги на напівпровідниковому pn переході також залежить від температури. В даний час випускаються інтегральні мікросхеми, використовують цей ефект, з струмовим, потенційним або частотним виходом. Типовий діапазон від - 55 до +125 В° С, точність В± 1 В° С, відрізняються простотою зовнішніх з'єднань.
Кварцові термометри використовують ефект зміни резонансної частоти кристала кварцу зі спеціально підібраним перетином (типові кварцові генератори мають найнижчий ТК). Окремі зразки таких датчиків мають похибку 4'10 -5 В° С у діапазоні від - 50 до +150 В° С.
Безконтактний або дистанційне вимірювання температури можливо за допомогою пірометрів і термографів. Зручно для вимірювання температури дуже гарячих об'єктів або ж об'єктів, розташованих у недоступних місцях.
Деформація і зсув (положення, зусилля).
Вимірювання таких фізичних змінних, як положення і зусилля, саме по собі досить складно, і прилад для вимірювання цих величин повинен включати в себе такі пристрої, як тензодатчик, диференційний перетворювач лінійних переміщень (ДПЛП) і т.д. Основним тут є вимірювання переміщення. p> Існує декілька найбільш часто використовуваних методів вимірювання положення, зміщення (зміна положення) та деформації (відносного подовження).
ДПЛП будуються у вигляді трансформаторів з рухомим осердям, в яких збуджується змінним струмом одна обмотка і вимірюється індуковане напруга в другій обмотці.
Тензодатчики вимірюють подовження і (або) вигин збірки з чотирьох металевих тонкоплівкових резисторів, подвергаемой деформації. Електрична схема тензодатчиків подібна мостовий: на два протилежно розташованих затиску подається постійна напруга, а з двох інших знімається різниця потенціалів.
Ємнісні перетворювачі. Дуже чутливий метод вимірювання переміщень реалізується за допомогою двох близько розташованих один до одного пластин або однієї пластини, укладеної між парою зовнішніх пластин. Включивши такий конденсатор в резонансну схему, можна виміряти дуже малі зміни положення. Ємнісні мікрофони використовують цей принцип для перетворення акустичного тиску або швидкості його зміни в електричний сигнал звукової частоти.
Вимірювання кутів повороту об'єкта проводиться за допомогою спеціальних модифікацій ДПЛП або синусно-косинусного перетворювачів. В обох випадках використовується збудження змінним струмом, і кутове положення вимірюється з точністю до кутової хвилини.
Вимірювання положення з високою точністю (1 мкм) можна проводити, використовуючи відображення лазерного променя від дзеркал, скріплених з об'єктом, і зчитуючи число інтерференційних смуг (интерферометрия).
Кварцові кристали відгукуються на деформацію зміною своєї резонансної частоти. Цим забезпечується дуже точний метод вимірювання малих зміщень або змін тиску.
Описані методи дозволяють вимірювати швидкість, прискорення, тиск, силу (масу).
У промисловості і побутової техніці широко використовується оптико-механічний спосіб вимірювання переміщення і швидкості. Він заснований на застосуванні оптопари (фотодіод-світлодіод або оптрон з відкритим каналом) і диска з пелюстками, що приводиться в обертання поверхнею об'єкта, швидкість переміщення якого необхідно виміряти.
За допомогою вимірювання магнітних полів ...
