2 Датчики

2-1. Имеется два индуктивных трансформаторных датчика линейного перемещения, различающиеся между собой числом витков обмотки питания (у первого датчика оно в 2 раза больше) и частотой питающего напряжения (у первого датчика она в 2 раза меньше). Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше? Все остальные параметры датчиков одинаковы.

2-2. Одинаковы ли коэффициенты преобразования K = R/T у терморезисторов ТСМ с начальным сопротивлением 53 и 100 Ом в диапазоне температур (0… 150) ⁰С?

2-3. Имеется два кварцевых пьезоэлектрических датчика, каждый из которых состоит из 4 пластин. Но в одном случае пластины имеют форму круглой шайбы толщиной 0,3 см и диаметром 1 см, а во втором – квадратной пластины толщиной 0,5 см и стороной квадрата 1,5 см. Будет ли их чувствительность одинакова? Если нет, у какого датчика она будет больше?

2-4. Определите относительную чувствительность и относительное изменение полного сопротивления одинарного индуктивного датчика (рисунок 16). Начальный зазор _в0 = 1 мм, изменение воздушного зазора Δ_в = 0,1 мм.

Рисунок 16

2-5. Одинаковым ли будет по абсолютной величине изменение сопротивления платинового терморезистора при изменении температуры от 0 до 200 ⁰С и от 200 до 400 ⁰С? Почему?

2-6. Будет ли работать термопара, если температура свободных концов окажется больше температуры горячего конца? Если будет, изменится ли работа термопары и как?

2-7. На рисунке 17 показан стержневой измерительный тензопреобразова-

тель, включающий 4 проволочных тензорезистора. Какие из них при измерении усилия F будут измерительными, а какие – компенсационными?

Рисунок 17

2-8. На рисунке 18 приведена статическая характеристика индуктивного датчика. Как изменится эта характеристика, если частота напряжения питания увеличится в 2 раза?

Рисунок 18

2-9. Градуировка термопары проводилась при температуре свободных концов минус 20 ⁰С. Как в этом случае будет выглядеть статическая характеристика термопары?

2-10. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при увеличении толщины пластины в 2 раза? Под толщиной пластины понимается расстояние между электродами.

2-11. Определите напряжение на обкладках пьезоэлектрического кварцевого датчика, имеющего форму диска диаметром D = 1 см, толщиной d = 1 мм при сжатии его силой F_x = 20 Н. Емкость измерительной схемы, подключенной к датчику, С_вх = 16,8 пФ, пьезомодуль кварца К_п = 2,2*10^-12 Кл/Н, а его диэлектрическая проницаемость  = 4,5.

2-12. На рисунке 19 показана схема трансформаторного (индукционного) дачтика угла поворота. Изобразите (качественно) его статические характеристики при отсутствии и наличии обмотки смещения W₃.

2-13. Одной из областей использования вихретоковых датчиков является толщинометрия – определение толщины слоя диэлектрика на металлическом основании. Можно ли использовать вихретоковые датчики для измерения слоя металлизации на диэлектрическом основании?

Рисунок 19

2-14. От какого параметра пьезодатчика (длины, ширины, толщины) зависит коэффициент пьезочувствительности?

2-15. Как изменится чувствительность емкостного датчика угловых перемещений с обкладками в виде двух полуокружностей при увеличении их радиуса в 2 раза?

2-16. Зависит ли чувствительность пьезодатчика от площади пластины, на которой установлены электроды?

2-17. Как изменится чувствительность пьезодатчика, представляющего собой пластину из кварца, при пропорциональном увеличении всех параметров кварцевой пластины (длина, ширина, толщина) в 2 раза?

2-18. Вихретоковый преобразователь используется для контроля толщины проводящего покрытия на изоляционном материале. Нарисуйте, как примерно будет меняться выходной сигнал при увеличении толщины покрытия.

2-19. Имеются два пьезодатчика, один из которых состоит из 4 пластин площадью S1, а второй из 2 пластин площадью S2 (S1 в два раза меньше S2). Будет ли их чувствительность одинакова?

2-20. Термопара имеет следующие характеристики: диапазон измерения 0 – 600 ⁰С, постоянная времени 2 минуты, чувствительность 32 мкВ/град. Через 2 минуты после ее помещения в объект измерения выходной сигнал составил 2,56 мВ. Определите температуру объекта, если температура окружающей среды составляет 22 ⁰С.