Пьеза электрические преобразователи силы и давления.

Принцип действия основан на обратном пьеза эффекте который возникает в материале обладающем данными свойствами

Q – заряд,

C – собственная ёмкость пьезаэлемента.

Если измеряемая сила мало изменяется или является постоянной по величине то измерить её пьезаэлектрическим датчиком тяжело, однако все изменения усилия и давления будут достаточно точно фиксироваться в силу того, что будет отсутствовать инерционность пьезаэлемента т.е. эти преобразователи безинерционны.

Преимущества:

1. Линейная функция преобразования,

2. Высокая чувствительность особенно при использовании кварца,

3. Высокая стабильность характеристики (строение кварцевой плоскости за десять лет вызывает нестабильность его характеристики 0,05%; точность до

10^-5 – 10^-6),

4. Высокое выходное сопротивление, что удобно использовать при согласовании с электроустройствами.

Недостатки:

1. Эффект ………….. зарядов.

2. Особенность при использовании в условиях влажной шахтной среды,

3. Зависимость пьезаэлектрических преобразователей от температуры для большинства пьезаматериалов коэффициент d₁₁ остаётся постоянным и несущественно изменяется при изменении температуры до 120 –180 ⁰С и пьзакерамических ЦТС (115 – 130). При нагревании пьзаэлемента до точки Кюри обратный пьезаэффект исчезает и не восстанавливается.

Средство измерения скрытой и открытой границы породы угля.

ДПУ- для открытой границы раз дола порода угля устанавливается отлично в изменениях физических свойств породы и угля, а затем по ним делается вывод в каком направлении регулировать добычу угля.

При скрытой границе раздола измеряется толщина оставления в почве или крова слоя породы.

Для измерения границы порода уголь используют следующие основные методы:

1. Механический - при этом способе оценивается зонами усилий на резание специальным чувствительным элементом помещенном на измерительном зубке исполнительного органа при работе комбайна по породе и углю.

Этот способ имеет существенный недостаток:

а) Недолговечность,

б)

2. Механоакустический способ. Принцип действия состоит в образовании колебательного отклонения на механическое воздействие резца с углем или породой. В качестве чувствительного элемента на рабочих частотах за 1 МГц применяются проволочные преобразователи сопротивления, а на частотах до 200 кГц применяются пьезаэлектрические преобразователи. Также как и при механическом способе эти чувствительные элементы устанавливаются на измерительном резце. Для измерения используется высокочастотная составляющая усилие резания. Граница порода уголь оценивается по изменению декремента затухания высокочастотных колебаний на уголь и породу.

3. Радиоизотопный предусматривает использование источника и приемника γ-излучению. Выход сигнала определяется частотой следования электрических импульсов или скоростью счета этих импульсов, которые определяются пропорциональностью числу регистрированных квантов.

Преимущества:

1. Безконтактность метода,

2. Высокая чувствительность определяет границы раздела порода уголь.

Недостатки:

1. Не безопасность.