вітряним зазором: 6 - кремній; 7 - діелектричні шари; 8 - полікремній; 9 - метал.
Відмінність тут у тому, що для вимірювання перепаду температур (ліворуч і праворуч від нагрівача) використовують термопари, що використовують контакт полікремнію і алюмінію (5).
На рис. 46а представлено розподіл температури вздовж датчика без газового потоку (2) і при його наявності (1): розподіл зміщується вправо і виникає різниця температур на гарячих шарах термопар (в точках d і u), яка викликає різні термоЕРС. Ці різниці пропорційні витраті газу:
? U = Ud-Uu = kN (Td-Tu)
Різниця варіантів б і в - чисто конструктивна: у другому відсутня діелектричний місток між нагрівачем і гарячими шарами термопари (термоізоляція - повітряна). У другому випадку (в) чутливість вийшла вдвічі вище, ніж у першому (б). p align="justify"> Один з варіантів подачі газу до такого датчику представлені на рис. 47. br/>В
Рис. 47. Поперечний переріз пристрою для корпусування чутливих елементів датчиків витрати газу:
- введення газу; 2 - висновок газу; 3 - акриловий пластиковий блок з каналом потоку; 4 - плата підстави.
Варіант вимірювань витрати з використанням датчика тиску (вимірювання перепаду тиску на деякій базі L вздовж труби) досить очевидний і зазвичай використовується при великих витратах (рис. 48).
В
Рис. 48. Вимірювання витрати газу по перепаду тиску
N = K (p 2 -p 1 ).
4 Піроелектричний ефект
З розглянутого раніше співвідношення явище (ефект) = властивість * вплив випливає, що якщо вплив скалярно, а ефект - векторний, то й властивість повинна бути векторним (тензорним), тобто p align="justify"> Вектор = вектор * скаляр.
Класичним властивістю кристалів, що підкоряються цьому правилу, є піроелектричний ефект (на діаграмі ця зв'язок під № 12).
Піроелектрика проявляється у властивості кристала діелектрика змінювати величину електричної поляризації при зміні температури. У результаті нагрівання чи охолодження піроелектричного кристала на його гранях з'являються електричні заряди. p align="justify"> Кристали піроелектричних речовин це діелектрики, що володіють спонтанною (мимовільної) електричної поляризацією.
Наприклад, це турмалін, пентаеритрит. До піроелектриком відносяться також сегнетоелектріки, це так звані - м'які піроелектрики у яких напрямок спонтанної поляризації можна змінити зовнішнім полем.
У таких кристалах можна виділити елементарні комірки, що мають некомпенсований електричний дипольний момент:
p = q В· l,
де q - заряд, l - відстань між рівними і протилежними за знаком зарядами.
Якщо диполі орієнтовані однаково, то кристал виявляється електрично поляризованим. Спонтанна поляризація визначається як сума дипольних моментів в одиниці об'єму:
.
Чисельно вона дорівнює поверхневої щільності зарядів? на протилежних гранях кристала, нормальних до напрямку P .
Якщо кристал досить довго перебуває при постійній температурі, то надлишкові заряди на його поверхні компенсуються за рахунок витоків, взаємодії з іонами повітря та кристал практично не виявляє зовні електричної поляризації. Якщо температуру кристала однорідно змінити на? T, то анізотропно змінюються відстані і кути між елементарними осередками, змінюється спонтанна поляризація, зміщуються заряди диполів і в кристалі з'являється постійна поляризація вздовж напрямку, званого електричної віссю. Тобто в результаті ізотропного дії температури (? T) в кристалі з'являється додатково електрична поляризація? P, тобто векторна властивість. p> Вперше піроелектричний ефект був виявлений на кристалах турмаліну. На білому папері, на якій лежали кристали, пил збиралася близько решт кристала (поляризація з'являлася при коливаннях кімнатної температури). Особливо наочно це проявляється, якщо нагрітий кристал турмаліну посипати порошком із суміші сірки і сурику, які при терті поляризуються. Порошинки сірки і сурику притягуються до різних за знаком заряду кінців кристала. Інша відома демонстрація ефекту - якщо охолодити кристал турмаліну в рідкому азоті, а потім вийняти на повітря, то на кінцях кристала починає рости борода з крижаних кристалів, що утворюються при замерзанні частинок вологи, що конденсуються з повітря. p> Рівняння піроелектричного ефекту в загальному нелі...
