2.4 Магниторезисторы

В магниторезисторах используется эффект изменения электрического сопротивления при внесении его в магнитное поле. Регистрируется напряженность магнитного поля в зазоре, или, перемещая магниторезистор в поле постоянного магнита или электромагнита, можно менять сопротивление или другие характеристики резистора (напряжение, ток). Следовательно, входными сигналами магниторезистивного преобразователя является напряженность магнитного поля и величины, вызывающие его изменение (перемещение, скорость и ускорение), а выходными – изменение активного сопротивления [12].

Близки к магниторезисторам по своим характеристикам преобразователи Холла, которые рассматриваются в п. 5.2.

2.5 Варисторы и позисторы

Резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения, называется варистором. Варисторы изготовляются из карбида кремния и из окислов цинка. Кремневые варисторы прессуются из зерен карбида кремния и связывающих веществ (глины, жидкого стекла и др.) от 10 до 40 % от общей массы. Затем подвергаются термической обработке, снабжаются электродами и герметизируются [12]. У них вольт-амперная характеристика нелинейная.

Полупроводниковый терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления, достигшим 60 %/⁰С, называется позистором. Позисторы выполняются из титанобариевой керамики с примесями редкоземельных элементов. Позистор подобен терморезистору (подробно рассматриваемому в п. 7).

Варисторы и позисторы применяются в качестве управляемых сопротивлений в приборостроении и автоматике, а также в качестве чувствительных элементов в реле, системах сигнализации и др.

3 Электростатические преобразователи

Устройства, содержащие не менее двух поверхностей, между которыми действует постоянное электрическое поле, называют электростатическими преобразователями. Электрическое поле создается извне приложенным напряжением или возникает при действии на вход преобразователя измерительного сигнала.

Электростатический преобразователь содержит два электрода площадью S, параллельно расположенных на расстоянии δ в среде с диэлектрической проницаемостью ε.

ИП с электрической стороны характеризуется напряжением U между пластинами, зарядом q = СU, где С = εS/δ – емкость. Если одна из пластин перемещается, то с механической стороны преобразователь характеризуется жесткостью подвеса подвижной пластины ω и ее перемещением х. Расчет ведется из обычных физических уравнений.

Выходной величиной электростатического преобразователя может быть: изменение емкости; электростатическая сила притяжения или ЭДС, генерируемая при взаимном перемещении электродов.

Преобразователи, в которых электрическое поле создается приложенным напряжением, составляют группу емкостных преобразователей. К емкостным преобразователям близки по своим характеристикам полупроводниковые диоды, в которых используется зависимость барьерной емкости от обратного напряжения. Такие преобразователи применяются в качестве элементов с электрически управляемой емкостью и называются варикапами [13].

Другая группа электростатических преобразователей основана на использовании сегнетоэлектриков, т. е. кристаллических диэлектриков, которые при определенных температурных условиях обладают самопроизвольной поляризацией при отсутствии внешних электрических полей.

Преобразователи, основанные на использовании нелинейной зависимости емкости от напряжения в сегнетоэлектриках, называются варикондами [13].