Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ш. Обследование.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
237.57 Кб
Скачать

14 Измерения механических величин с помощью электрических преобразователей.

Электрические преобразователи или датчики с электрическими преоразователями отличаются исключительной универсальностью. С помощью электрических датчиков измеряют деформации, перемещения, усилия, ускорения. Они могут применяться как в лабораторных условиях, так и в условиях натурного эксперимента, как при статическом, так и при динамическом воздействии. Выходной сигнал электрических преобразователей удобен для последующего преобразования (усиления, интегрирования), для дистанционной передачи и регистрации.

Первичные преобразователи представляют собой линейную механическую систему, способную воспринять значения измеряемой величины (перемещения, ускорения, усилия и др.) и преобразовать их в относительные перемещения или деформации собственных упругих элементов.

При использовании рассматриваемой механической системы в качестве первичного измерительного преобразователя реализуется один из двух принципов измерения: инерционный или кинематический.

Кинематический принцип измерения заключается в том, что реакция преобразователя пропорциональна внешней силе или измеряемому перемещению конструкции отностельно неподвижного объекта, расположенного вне преобразователя. К преобразователям, основанным на кинематическом принципе измерения, относятся прогибомеры, динамометры, месдозы, тензометры. При измерении перемещений с помощью прогибомеров в качестве неподвижной системы отсчета используют находящийся вблизи исследуемого объекта фундаментный блок, заделанную в грунт стойку или силовую плиту испытательного стенда.

Инерционного принципа параметры движения исследуемой конструкции измеряют относительно искусственно созданной неподвижной системы отсчета, выполненной в виде инерционного элемента, прикрепленного к исследуемой конструкции с помощью упругого подвеса.

Достоинство измерительных преобразователей инерционного действия заключается в том, что они устанавливаются непосредственно на изучаемую конструкцию и для их использования не требуется контакт с неподвижным объектом вне прибора. Однако поскольку преобразователи инерционного действия реагирует лишь на ускорение, они могут быть применены только при исследовании динамических процессов.

В качестве первичных преобразователей инерционного действия используются маятниковые системы и упругие подвесы. Демпфирование колебаний обычно осуществляется за счет трения элементов подвижной системы о вязкую жидкость или электромагнитным способом.

Пьезоэлектрические преобразователи представляют собой небольшие диски, вырезанные из специальных материалов, обладающих пьезоэффектом: сегнетовой соли, титаната бария и др. При изменении усилия, действующего на такие пластины, происходит приращение электрического заря-

да на обкладках пьезоэлемента.

Параметрические преобразователи представляют собой устройства, в которых под действием измеряемых механических величин изменяются параметры электрической цепи: индуктивность, емкость, сопротивление, частота и т. д. Параметрические преобразователи — индуктивные, емкостные, резисторные— универсальны: в соответствующее изменение электрического параметра они позволяют преобразовать как динамическую, так и статическую составляющую выходной механической величины.

Индуктивные преобразователи выполняют дроссельного, соленоидного и трансформаторного типов.

Резисторные преобразователи омического сопротивления применяются, в основном, двух типов: реостатный и тензорезисторный. Сопротивление реостатного преобразователя изменяется пропорционально линейному или угловому перемещению ползунка токосъемника. Ползунок соединен с перемещающимся звеном первичного механического преобразователя.

Тензорезисторные преобразователи являются в настоящее время наиболее

распространенным и самым универсальным средством преобразования деформации твердого тела в электрический сигнал. Принцип действия тензорезистора основан на свойстве проводниковых и полупроводниковых материалов изменять омическое сопротивление при деформировании. Это свойство называется тензоэффектом. Чувствительный элемент проводникового тензорезистораизготовляют из проволоки диаметром 10—25 мкм или тонкой фольги толщиной 2—5 мкм.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]