10.Первичные измерительные преобразователи (пип). Классификация по входным и выходным величинам.

ПИП (датчик, детектор, чувствит-ый элемент) – элемент, предназначенный для преобразования физ.-хим. параметра в электрич-ий сигнал, при этом соотношение между входным и выходным сигналом известно.

Классификация ПИПов основывается:

1.на роде входных сигналов

2.по выходным сигнала (по принципу работы)

Классификация ПИПов по входным сигналам

Основные величины	Производные величины
1.Размер величины (длина)	Толщина, высота, уровень, качество поверхности, вибрации, амплитуда колебаний, давление, ускорение, акустические хар-ки (шум)
2.Сила	Вес, механич. напряжение, напор газа или жидкости
3.Температура	Теплоемкость, давление, скорость газовой среды, расход жидкости или газа, турбоемкость, яркость, цвет
4.Световые хар-ки	Величина светов. потока, освещенность, яркость, спектр-ый состав, длина волны, частота, вращающий момент
5.Время	Скорость, ускорение, частота, число оборотов, статич. распределение

Классификация ПИПов по выходным сигналам (физич. хар-ки)

1.активные ПИПы, в рез-те работы которых появляется электр-ий сигнал в виде ЭДС, тока, напряжения, заряда: -электромагнитные -термоэлектрические -фотоэлектрические - пьезоэлектрические -электрокинетические -пироэлектрические

2.пассивные ПИПы, для работы которых нужны дополн-ые источники энергии: -параметрические (сопротивление резистивно-активное, емкостное, индукт-ое) -механорезистивные -магниторезистивные -фоторезистивные -полупроводниковые -ионизационные

11.Реостатный пип.

Реостатный ПИП – ПИП, у которого ф-ция сопротивления=ф-ции перемещения R=f(x), х – механическое перемещение. Этот реостат подключен к источнику, у которого у явл-ся функцией передвижения движка х.

Использ-тся для точных измерений перемещений, размеров образцов. Способы устранения недостатков реостатного ПИПа:

1.значит-ое увеличение R_вх измер-ого преобразователя, тогда R_общ не зависит от R_х

2.графич-ое опр-ние нелинейной хар-ки реостатного преобр-ля с послед-им изготовлением формы реостата обратной этой зависимости

12. Тензо- и пьезорезистивные пип

Тензорезистивные ПИП предназначены для преобразования механических напряжений в изменение сопротивления.

Принцип действия основан на:

1. изменении длины под действием механического напряжения

F L = f()

R

F

ΔL/L = k*(ΔR/R), где к – коэффициент тензочувствительности

Статическая характеристика тензопреобразователя:

ΔR/R = k*(/E), где Е – модуль управляемости

2. ρ = f()

П ринцип действия пьезорезистивных ПИП основан на явлении поляризации.

При пропускании тока через образцы, находящиеся в магнитном поле, возникает явление поляризации кристалла.

При пропускании в направлении У, носители заряда (электроны и дырки) отклоняются в поле поляризованного кристалла, что приводит к увеличению длины пробега носителей заряда. С физ-ой точки зрения это равносильно увеличению сопротивления.

Использующиеся материалы это сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики.

Использование таких чувствительных элементов применяется при измерении величин магнитных полей, перемещений, частоты оборотов. При этом кристалл взаимодействует с полем дополнительного магнита.