11.13. Преобразователи неэлектрических величин

Преобразователи неэлектрических величин (температуры, давления, координаты пространственного расположения и т.п.) дают возможность применять для их определения приборы и методы измерения электрических величин.

Различают параметрические и генераторные преобразователи. В первых измеряемая неэлектрическая величина вызывает изменение одного из электрических параметров элемента электрической цепи, которым является преобразователь, во вторых она преобразуется в ЭДС. К параметрическим преобразователям относятся:

реостатный, основанный на изменении сопротивления участка проводника R, длину которого определяет положение подвижного контакта, зависящее от координаты х контролируемого объекта;

термочувствительный, основанный на зависимости сопротивления R полупроводниковых резисторов (терморезисторов) от температуры ;

тензометрический, основанный на зависимости сопротивления участка проводников (из некоторых металлов) и полупроводников от механических напряжений, возникающих, например, при их изгибах или скручивании;

электромагнитный, объединяющий обширную группу преобра­зователей, в которых параметры электромагнитного поля зависят от параметров контролируемого объекта.

В емкостном преобразователе используется зависимость емкости С конденсатора от взаимного расположения его электродов, связанного с координатой х контролируемого объекта. Аналогично в индуктивном преобразователе используется зависимость индуктивности катушки от положе­ния сердечника L(x) или взаимной индуктивности двух катушек от их взаимного расположения М(х).

Рис. 11.24

В вихретоковом преобразователе (рис. 11.24) используется зависимость интенсивности вихревых токов i_в, возбуждаемых в контролируемом изделии 1 синусоидальным током i высокой частоты в катушке 2, от элек­тропроводности. Чем больше интенсивность вихревых токов, т. е. меньше повреждений в изделии и больше его проводимость, тем меньше сопротивление цепи возбуждения. Для повышения чувствительности преобразователя между катушкой возбуждения и контролируемым изделием помещают измерительную катушку.

К генераторным преобразователям относятся:

пьезоэлектрический, представляющий собой кристалл (кварц, сегнетовая соль и др.), в котором ЭДС возникает под действием внешних механических сил, например давления на поверхность кристалла;

термоэлектрический, основанный на зависимости ЭДС термопары от разности температур ее частей (см. рис. 11.10), и т.д.

Электрические параметры параметрических преобразователей измеряются мостовыми методами и логометрами, ЭДС генераторных преобразователей — вольтметрами и компенсационным методом.

Литература

Касаткин А.С. Электротехника: Учеб. для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – 9-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005 – 544 с.