жна змінювати, зменшуючи або збільшуючи зазор d, змінюючи положення якоря, змінюючи переріз S магнітного потоку, повертаючи якір відносно нерухомої частини магнітного ланцюга, вводячи в повітряний зазор пластину з феромагнітного матеріалу, відповідно зменшуючи d 0 і магнітне опір зазору.
Вимірювальні перетворювачі, що перетворюють природну вхідну величину у вигляді переміщення в зміна індуктивності називають індуктивними.
Перетворювачі, що перетворюють переміщення в зміна взаімоіндуктівності М, прийнято називати трансформаторними.
Малюнок 2 - Схема вимірювального перетворювача заснованого на зміні магнітного опору
;
У трансформаторних перетворювачах зміна взаімоіндуктівності М можна отримати не тільки при зміні магнітного опору, але і при переміщенні однієї з обмоток уздовж або поперек магнітного ланцюга.
Якщо до замкнутої магнітної ланцюга перетворювача докласти стискають, що розтягують або скручивающие зусилля, то під їх впливом зміниться магнітна проникність m0 сердечника, що призведе до зміни магнітного опору сердечника і відповідно до зміни L або М.
Перетворювачі, засновані на зміні магнітного опору, обумовленого зміною магнітної проникності феромагнітного сердечника під впливом механічної деформації, називаються Магнітопружний. Їх широко застосовують для вимірювання сил, тисків, моментів.
Якщо в зазорі постійного магніту, або електромагніту, через обмотку якого пропускається постійний струм, переміщати обмотку, то відповідно до закону електромагнітної індукції в обмотці з'являється ЕРС, рівна
де - швидкість зміни магнітного потоку, зчіпного з витками обмотки W.
Оскільки швидкість зміни магнітного потоку визначається швидкістю переміщення обмотки в повітряному зазорі, то перетворювач має природну вхідну величину у вигляді швидкості лінійних або кутових переміщень, а вихідна у вигляді индуктируемой ЕРС. Такі перетворювачі називають індукційними.
П'єзоелектричні перетворювачі - принцип дії таких датчиків заснований на використанні прямого і зворотного п'єзоелектричного ефекту.
Прямий ефект являє собою здатність деяких матеріалів утворювати електричні заряди на поверхні при додатку механічного навантаження.
Зворотний ефект - у зміні механічної напруги або геометричних розмірів утворює матеріалу під впливом електричного поля.
В якості п'єзоелектричних матеріалів використовують природний матеріал - кварц, турмалін, а також штучно поляризовану кераміку на основі титаніту барію, титаніту свинцю і цирконата свинцю.
Кількісно п'єзоефект оцінюється п'єзомодуль Кd, що встановлює залежність між виникаючим зарядом Q і прикладеною силою F, який можна виразити формулою:
Розглянемо ще один тип вимірювального перетворювача теплові перетворювачі.
Їх принцип дії заснований на використанні теплових процесів (нагрівання, охолодження, теплообміну) і вхідною величиною таких датчиків є температура.
Однак вони застосовуються як перетворювачі не тільки температури, але і таких величин, як тепловий потік, швидкість потоку газу, вологість, рівень рідини.
При побудові теплових перетворювачів найбільш часто використовують такі явища, як виникнення термо-ЕРС, залежність опору речовини від температури.
Термопара являє собою чутливий елемент, що складається з двох різних провідників або напівпровідників, з'єднаних електрично, і перетворює контрольовану температуру в ЕРС.
Принцип дії термоелектричного перетворювача заснований на використанні термоелектродвіжущей сили, що виникає в контурі з двох різнорідних провідників, місця з'єднання (спаї) яких нагріті до різних температур.
Знак і значення термо-ЕРС в ланцюзі залежать від типу матеріалу і різниці температур в місцях спаїв.
При невеликому перепаді температур між спаями термо-ЕРС можна вважати пропорційною різниці температур:
За допомогою термопари можна визначати температуру.
В якості матеріалів для термопар використовують різні дорогоцінні метали (платину, золото, іридій, родій та їх сплави), а також неблагородні металу (сталь, нікель, хром, сплави ніхрому).
Порівняно рідко застосовують термопари з кремнію і селену (напівпровідники), вони мають малу механічну міцність, володіють великим внутрішнім опором, хоча і забезпечують більшу термо-ЕРС в порівнянні з металами.
Термо-ЕРС виникає тільки в спаях різнорідних матеріалів. При порівнянні різних матеріалів в якості базової приймають термо-ЕРС платини, по відношенню до якої визначають термо-ЕРС інших матеріалів.
Для підвищення вихідної ЕРС використовують послідовне включення термопар, що утворить термобатарей.
Переваги термопар - можливість вимірювань у великому діапазоні температур; простота пристрою; надійність в експлуатаці...
