51 Пьезоэл преобразователи.

Относятся к подгруппе генераторных пре-лей, основанных на пьезоэл эффекте. Способности некоторых мат-лов накапливать эл заряды в результате механ нагрузки. Величина заряда Q связана с силой Р следующей формой Q=d*Р (d пьезомодуль материала преоб-ля).

Используются естественные кристаллы – кварц, турмалин, и искуств продукты отжига пресованной смеси, состоящей из мелко раздробленного сегнетоэл-ка с присадкой. Лучшие св-ва у ЦТС и ВаТi имеющих высокий пьезомодуль и обеспечивающие работу пр-лей до температуры 250 гр. При проектировании преоб-ля в основном используют 3 схемы нагружения пьезоэл-та. 1) растяжение-сжатие, 2) изгиб, 3) сдвиг. При первой схеме обеспечивается большая жесткость преоб-ля и как следствие высокая собственная частота. При работе на изгиб-преоб-ль имеет более высокую чувств-ть, однако значительно уступают по механ св-вам, имеет сранительно низкую частоту. Сдвиг –обеспечивается низкая боковая чувст-ть. Минимальная частота воспроизводимого сигнала определяется условием f>>1/, =Rc- постоянная времени, R-сопротивление утечек, от обьемной и поверхностной проводимости пьезоэл-та. Для измерения медленно изменяющихся сигналов при обычной схеме включения-должно быть условие =, что невозможно, поэтому поступают так-пьезопре-ль включают в схему автогенератора на резонансной частоте пьезокристалла. При нагружении пьезопр-ля будет изменяться резонансная частота. Преимущества: широкий частотный диапазон, большая вибрационная прочность, малая чувст-тьк магнитным полям, простота конструкции, возможность создания преобр-лей малых размеров и масс. Недостатки -большое выходное сопротивление, что определяет жесткие требования к измерительным схемам и кабелям. При обычной схеме включения не обеспечивается требуемое динамическое состояние. Используются аксилерометры, давление, силу (микрофон, динамик).

52 Лазерные интерферометры

Наиболее точные средства для измерения линейных перемещений, размеров. Основным элементом – источник оптического когерентного излучения, в качестве которого используется стабилизированный по частоте Ge Ne лазер с требованиями: одночастотный, поляризация излучения должна быть линейной, излучение когерентно, состав излучения должен быть одномодовый в отношении поперечных мод, так и коксиальных продольных мод. Практически все схемы лазерных интерферометров строятся по оптической схеме интерфер Майкенсона. Рис 52.1. 1 лазер, 2 коллиматор, 3 светоэлемент, 4 опорный отражатель, 5 измерительный отражатель, 6 оптическая линия, 7 интерф полосы. Относительная погрешность 10^-6. Для измерения лин-ых перемещений, углов, скорости перемещения,l=60м

53 Преобразователи магнитных величин

Для преобразования магнитных величин в электрические чаще используются: 1 явление эл м индукции, 2 явление изменения св-ств материала в м поле, 3 гальвано-магн явление, 4 магнитронный эффект. 1 В приборах использующих явление эл м индукции для измерения характеристик постоянных и переменных магн полей – измерительным преоб-лем служит катушка e= -dФ/dt. Если поле в пространстве охватываемое катушкой однородно и ось катушки совпадает с направление В - e= -_КS_К dВ/dt= -_К ₀ S_К dН/dt, S_К площадь витка катушки, _К S_К – постоянные. К измер катушкам пребъяыляются требования – намотка равномерная, должна иметь такую форму и размеры, и должна быть так расположена, чтобы с ее витков сцеплялся лишь тот поток, который подлежит измерению. Плоскость ее должна быть расположена перпендикулярно вектору магн индукции или напряж магн поля. При проведении измерения в однородн магн поле измеряемая катушка может быть достаточно большого размера. При измерении в неоднородных магн полях необходимо использовать катушки миним размеров для определения хар-к поля в данной точке. Для измерения постоянных магн полей используются вращающие измер катушки с постоянной скоростью вращения. 2 Для измерения магн полей с изменением св-ств материала используют полупроводниковые материалы, в частности магниторезисторы (R – от внешнего магн поля). Эффект Холла – преобр Холла представляет собой пластину из полупров-ка, по которой протекает ток I. При помещении ее в магн поле – вектор магнитной индукции которого перпенд-ен плоскости пластины. На ее боковых гранях появляются различные потенциалы. Е_X=cIB_X, где с – постоянная свойств и размеров материала, I сила тока, В_X – магн индукция. Приборы с преобраз Холла позволяет измерять магн индукцию или напряженность постоянных, переменных, импульсных магн полей в широком диапазоне частот. Преобр-ли малы по размерам и можно производить измерения в узких зазорах. 4 Магнитронный эффект. Рис 53.1. Часть е отклоняется в сторону и таким образом зависимость выходного напряжения от Н.