16. Фотоэлектрические датчики: назначение, принцип действия.

Фотоэлектрические датчики реагируют на изменение ос­вещенности. Как правило, фотоэлектрический датчик состоит из источника и приемника светового потока (ПСП). Источником светового потока может быть сам объект измерения или специальный осветитель (например, в виде обычной лампы накаливания).Опыт­ный сталевар, рассматривая через темно-синий светофильтр рас­плавленный металл, может определить «на глаз» его температуру, необходимость внесения каких-либо добавок. По световому потоку, исходящему от раскаленного или расплавленного металла, фото­электрический пирометр автоматически измеряет температуру.

В приемниках светового потока фотоэлектрических датчиков используется фотоэффект. Под фотоэффектом понимают изменение свойств материала при изменении его освещенности. Различают внешний, внутренний и вентильный фотоэффект. Внешний фотоэффект состоит в том, что под влиянием потока излучения электроны вылетают из катода электронной лампы и ток эмиссии зависит от освещенности катода. Внутренний фотоэффект проявляется в том, что активное сопротивление полупроводникового материала зави¬сит от его освещенности. При вентильном фотоэффекте между слоями освещенного проводника и неосвещенного полупроводника, разделенных тонким изоляционным слоем, возникает ЭДС, которая зависит от освещенности. При внешнем фотоэффекте носители тока выходят за пределы материала, при внутреннем — остаются внутри полупроводника. Вентильный фотоэффект, строго говоря, тоже является внутренним фотоэффектом.

13. Емкостные датчики: назначение, принцип действия.

Работа емкостных датчиков заключается в преобразо¬вании измеряемой величины в емкостное сопротивление. Поэтому емкостные датчики относятся к параметрическим. Принцип действия емкостных датчиков основан на зависимости емкости конденсатора от размеров обкладок, расстояния между ними, диэлектрической проницаемости среды между обкладками.

Активная поверхность емкостного датчика образована двумя концентрически сориентированными металлическими электродами, которые можно представить как электроды «развернутого» конденсатора.

Поверхности электродов А и В включены в цепь обратной связи высокочастотного автогенератора, который настроен таким образом, что при отсутствии каких-либо объектов возле поверхностей электродов колебания тоже отсутствует. Приближение объекта вызывает удлинение электрического поля перед поверхностями между пластинами А и В и запускается автогенератор. Амплитуда колебаний оценивается последующей схемой обработки, формирующей выходной сигнал.

Емкостные датчики используются в цепях переменного тока. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте пита­ния: Хс= 1/ , где — угловая частота; f — частота, Гц.

При малой частоте питания емкостное сопротивление настолько велико, что изменение тока в цепи с емкостным датчиком очень трудно зафиксировать даже высокочувствительным прибором. При­менение емкостных датчиков предпочтительнее при питании повы­шенной частотой (400 Гц и больше).