2.2 Електромагнітний та електромеханічний ефекти

Суть електромагнітного ефекту полягає в наступному: ЕРС генерується вздовж провідника, коли його перетинає змінне магнітне поле. І навпаки, коли провідник рухається через магнітне поле, вздовж нього генерується ЕРС (рисунок 2.3), яка визначається з виразу:

(2.3)

де - швидкість зміни потокозчеплення.

Рисунок 2.3 – Електромеханічний ВП

Електромеханічний ВП завжди виконується у вигляді механічного контактного пристрою, який працює під дією ФП, що вимірюється. Коли значення вимірюваної величини перевищує точку переключення, контакт розмикається або замикається, внаслідок цього в замкнутому або розімкнутому колі формується вихідний сигнал перетворювача.

Електромеханічні перетворювачі є як правило цифровими (дискретними), оскільки їх контакти можуть бути лиш в двох положеннях.

2.3 Іонізаційний ефект

Суть цього ефекту полягає в наступному: іонізаційні перетворюючі елементи перетворюють зміну вимірюваної величини в зміну струму іонізації, який протікає, через рідину, яка розміщена між двома електродами (рисунок 2.4).

Типовим прикладом використання іонізаційного ефекту є прилад для вимірювання кислотності розчину. Степінь кислотності розчину визначається концентрацією в ньому додатної заряджених іонів водню з виразу

(2.4)

де - концентрація іонів водню в грамах на літр.

Рисунок 2.4 – Іонізаційне перетворення, при якому іони мігрують в рідині до електродів і діють як носії зарядів, утворюючи струм

2.4 Зміна опору у вимірювальних перетворювачах

В основу резистивних перетворювачів покладений принцип зміни опору від зміни параметрів ФВ, що вимірюється.

Зміна опору чутливого елемента ВП відбувається внаслідок нагрівання або охолодження, механічного напруження, впливом світлового потоку, зміною вологості, механічного переміщення контактної щітки реостата.

Якщо через резистивний матеріал під час зміни ФВ протікає фіксований струм, то результатом цього буде зміна напруги вздовж матеріалу, який відображає зміну вимірюваної величини.

Одним з варіантів резистивного перетворювача є потенціометричний перетворювач, в якому зміна вимірюваної величини перетворюється в зміну напруги (рисунок 2.5).

Вихідна напруга схеми (рисунок 2.5.1) визначається з виразу

, (2.5)

Рисунок 2.5 – резистивне Рисунок 2.5.1 - Еквівалентна

перетворення схема потенціометричного

пристрою

2.5 Явище провідності в напівпровідниках

В напівпровідникових ВП використовується явище провідності в n-p або p-n переходах. Напівпровідник n – типу створює надлишок електронів, а р – типу створює їх недостатність.

Найпростіший p-n перехід описується виразом відомим, як pрівняння Шоклі

, (2.6)

де I₀ – струм насичення;

q – заряд електрики;

U – прикладена напруга;

k – постійна Больцмана;

T – температура, К.

Будь – яка зміна вимірюваної величини, яка викликає зміну виразу (2.6) може бути використана для зміни струму, який протікає через перехід.

Наприклад. Діод деколи використовують як перетворювач температури, оскільки струм втрати напівпровідника є функцією часу.