10.3 Сурет. Біртактылы (реверсивті емес) потенциометрлік датчик: a - қосылу сұлбасы; б - бос жүрістің статикалық сипаттамасы.

Техникада белдемшенің орын ауыстыру жауап беретін потенциометрлік датчиктер жиі қолданылады. Мұндай датчиктер екі тактылы немесе реверсивті деп аталады (10.4 - сурет).

10.4 Сурет. Екітактылы потенциометрлік датчик:

а- қосылу схемасы; б- бос жүріс кезіндегі статикалық сипаттамасы.

Автоматикада, телемеханикада және есептеу техникасында потенциометрлік датчиктерді түрлі механизмдер мен аспаптардың бұрылу бұрыштарын өлшеу үшін желі қолданылады. Бұл датчиктарда қысқыштарынан алынатын тұрақты және айнымалы токтың кернеуі потенциометр белдемшенің бұрылу бұрышына пропорционалды болады. Кейбір жағдайларда техникада потенциометр белдемшесінің бұрылу бұрышына тәуелді болатын синусоидалы немесе логарифмдік заң бойынша өзгеретін, қысқыштардан кернеу алынатын потенциометрлік датчиктерді қолданады. Мұндай потенциометрлік датчиктер функционалдық деген атқа ие болады.

Реостатты және потенциометрларда датчиктің артықшылықтарына келесілерді жатқызуға болады: құрылысының қарапайымдылығы салмағы және габариті жағынан аз; тұрақты және айнымалы токпен қоректену мүмкіндігі; реттеудің қарапайымдылығы және жоғары тұрақтылық.

Реостатты және потенциометрлік таратқыштың негізгі кемшіліктері: датчик жұмысының сенімділігін және қызмет ету мерзімін төмендететін жылжымалы контактының болуы; сезімталдылығының аздығы, төменгі омды жүктеме кезіндегі сипаттамасының сызықты еместігі және сипаттаманың сатылы болуынан пайда болатын қателіктердің болуы. Қортындылай келе, реостатты және потенциометрлік датчиктердің реактивті кедергісінің мені үлкен болмайтындығын айта кеткен жөн және оны бірнеше ондаған килогерцне дейінгі жиілікпен жұмыс жасау кезінде есепке алмауға да болады.

Датчик деп бөлшектердегі статикалық немесе динамикалық деформацияларды активті кедергінің өзгерісіне түрлендіретін арнайы құрылысты датчикті айтады. Датчиктердің жұмысыныңнегізіне қойылған күш әсерімен болатын өзініңэлектрлік кедергісін өзгертетін материалдардын қасиетін жатқызуға болады.

10.3 Параметрлі түрлендіргіштер

Параметрлі түрлендіргіштерде шығатын толық кедергінің кейбір параметрлері өлшентін шама әсерінен өзгере алады. Түрлендіргіштің толық кедергісі, бір жағынан, оның элементінің геометриялық өлшемдеріне, екінші жағынан-материалдық қасиеттеріне: меншікті кедергісіне, магнит өткізгіштігіне және диэлектрлік тұрақтысына шартталады.

Осылайша, толық кедергідегі өзгерістер өлшенетін шаманың не түрлендіргіш элементің геометриялық өлшеміне, не оның материалының электрлік және магнитті қасиеттеріне, не кейде болатын екеуіне де бір уақытта әсер етуінен туындауы мүмкін. Егер түрлендіргіш құрамында қозғалатын не деформациаланатын элемент болса, түрлендіргіштің геометриялық өлшемдері мен оның толық кедергісінің параметрлері өзгеруі мүмкін.

Түрлендіргіштің қозғалатын элементінің әрбір орналасуына белгілі бір кедергі сәйкес болып табылады және де оның параметрлерін өлшеу арқылыэлементтің орналасуын білуге болады. Бұл принциппен көптеген объектілердің орны мен орын ауыстыру түрлендіргіштері жұмыс істейді:потенциометрлік, индуктивті, көлемдік.

Деформация түрлендіргіштің сезімтал элементіне күштің(немесе оған байланысты шаманың- қысым, үдеу) әсер етуінің нәтижесі болыптабылады.

Сезімтал элементтің деформациясынан пайда болған түрлендіргіштің комплексті кедергісінің өзгеруі сол түрлендіргіштің құрамында болатын арнайы өлшенетін схемадағы сәйкес электр сигналының өзгеруіне әкеледі.

Материалдың электрлік қасиеттері мен түрлендіргіштің сезімтал элементінің жағдайы айнымалы физикалық шамаларға байланысты болады: температура, қысым, ылғалдылық, жарықтану және т.б.Егер бір ғана шама өзгеріп, қалғандары тұрақтылықты сақтаса, осы шама мен түрлендіргіштің комплексті кедергісі мәндерінің арасындағы бір мәнді сәйкестікті бағалауға болады. Бұл сәйкестік градиурлы қисықпен сипатталады. Градиурлы қисықты біле отырып, комплексті кедергіні өлшеу нәтижелерімен өлшенетін шаманың сәйкес мәнін анықтауға болады.

10.1-кестеде параметрлік түрлендіргіштер көмегімен электрлік емес шамалардың түрлендірілуімен байланысты физикалық эффектілер тізімі келтірілген. Олардың ішінде резистивті түрлендіргіштерді еркше көрсету орынды.

Құрамында қорек көзі және сигналдың қалыптасуының схемасы бар арнайы электр тізбегіне түрлендіргішті қоса отырып, параметрлік түрлендіргіштің толық кедергісін және оның өзгерістерін өлшеуге болады. Көптеген жағдайда өлшеу схемаларының келесі түрлері қолданылады:

• құрамында параллель жалғанған кернеу көзі және түрлендіргіш – потенциометр бар потенциометрлік схема;

• түрлендіргіштің толық кедергісі бар айнымалы контур (сондай-ақ контур ауытқу генераторының бір бөлігі б.т. және оның жиілігін анықтайды);

• күшею коэффициентін анықтайтын элементтердің бірі болатын түрлендіргіш кедергісіндегі операциялық күшейткіш.

10.1- кесте

Өлшенетін шама	Өлшенетін шама әсерінен өзгеретін электрлік сипаттама	Қолданылатын материалдар типі
Температура	Кедергі	Металдар (платина, никель, мыс) , жартылай өткізгіш
Өте төмен температура	Диэлектрлік өтімділік	Шыны, керамика
Оптикалық сәулелену ағыны	Кедергі	Жартылай өткізгіштер
Деформация	Кедергі	Никель балқымасы, кремний
Орын ауыстыру	Магнит өткізгіштік	Ферромагнитті балқымалар
	Кедергі	Магнитті резистивті материалдар: висмут, индий антимониді
Ылғалдылық	Кедергі	Хлорлы литий, амоний оксиді, полимерлер
	Диэлектрлік өтімділік
Сұйықтық мөлшері	Диэлектрлік өтімділік	Сұйық изоляциялы материалдар

Резисторлы датчиктер – омдық кедергілердің өлшенетін шамаларын өрнектейді. Мұндай датчиктер көбінесе ығысуларды өлшеу мен сұйықтардың деңгейін өлшеуде қолданылады. Бірінші этабында өлшенген шамалардың ауыспалы резистор движогының ығысуына айналады.Резисторлы датчиктің жалпылама түрі 14.2- суретте көрсетілген.

Бұдан . Егер x-ті бұрыштық немесе сызықтық ығысуын білдірсе, онда ол болады.

Резисторлы түрлендіргіштер негізінен мына жүйелерде қолданылады, яғни күші . Ығысу шамасы. Қоректің жиілігі 5Гц. Датчик өлшемдері: биіктігі<5 мм, ауданы 10см² дейін.

10.5-Сурет

Магнитті серпімді датчиктер (10.6-сурет) - үлкен күштерді (F=10⁵…10⁶ H) өлшеу үшін қолданылады. Датчик келесі ретпен құрастырылған: беріктілігі зор диэлектрик материалға бір-біріне параллель екі катушка орнатылған. Егер бірінші катушкаға айналмалы кернеу жіберсе, онда екінші катушкада нөлге тең ЭҚК индуктеледі. Датчикке күш әсер еткен жағдайда материал деформацияланып, соның нәтижесінде катушкалардың кеңістікте орналасуы өзгереді де, екінші катушкада нөлден өзгеше ЭҚК пайда болады. Датчик құрылысы суретте көрсетілген.

Бұл датчиктердің жұмыс істеу принципі магнит ағындарының өзара әсерлесуіне негізделген. Орын ауыстырудың мөлшері мен деформация жайлы индуктор катушкасындағы токтың өзгеруінен пайымдауға болады.

10.6-Сурет