Толщина
Схема измерительного устройства с радиоактивными изотопами для контроля толщины ленты
Схема бесконтактного контроля толщины металлической полосы в процессе проката, основанная на методе поглощения излучения, изображена на рис. Контейнер 2 с источником излучения помещен под прокатываемой полосой металла 1, а ионизационная камера 7 — над этой полосой на одной оси с источником излучения. В зависимости от изменения толщины полосы металл поглощает большее или меньшее число частиц, что вызывает изменение электрического сигнала, вырабатываемого камерой. После усиления в усилителе 6 сигнал передается на серводвигатель 4 и показывающий прибор 5. Серводвигатель, изменяя положение валков 3, регулирует толщину прокатываемой полосы.
Пьезоэлектрические преобразователи.
Принцип действия основан на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта, возникающего в кристаллических диэлектриках, называемых пьезоэлектриками. Этот эффект заключается в появлении электрического заряда на поверхности кристалла под действием механической нагрузки. При снятии нагрузки диэлектрик приходит в исходное состояние.
В
качестве пьезоэлектриков применяются
кварц, титанат бария, и др. Наибольшее
применение для измерений нашёл кварц,
у которого пьезоэлектрические свойства
сочетаются с высокой механической
прочностью. В кристаллах кварца различают
три главных оси: электрическую X
– X
, механическую Y
– Y
, оптическую ось Z
– Z.
Оси симметрии кристалла кварца
Вырежем из кристалла кварца, имеющего 6 боковых граней, такой параллелепипед, чтобы, чтобы его грани были параллельны электрической, механической и оптической осям.
a – ребро параллельное оси X
b – ребро параллельное оси Y
c – ребро параллельное оси Z
Величина заряда на гранях bc перпендикулярных электрической оси X и под действием силы FX (продольный пьезоэффект) равна:
где k – пьезоэлектрический модуль кварца.
Величина заряда на гранях bc параллельных механической оси Y под действием силы FY , направленной вдоль этой оси (поперечный пьезоэффект) равна:
При действии силы FZ электризации кварца не происходит. При изменении направления действия силы FX заряды имеют противоположный знак.
Пьезоэлектрические преобразователи применяются только для измерения динамических величин: быстро меняющихся усилий, давлений, вибраций, шероховатости поверхности.
Датчики и приборы для измерений неэлектрических величин на основе генераторных преобразователей
Давление
Схема устройства пьезоэлектрического датчика давления: p — измеряемое давление, под действием которого на пьезопластинах пластинах 1 возникает измеряемый электрический заряд; 2 — гайка из диэлектрика; 3 — электрический вывод; 4 — корпус (служащий вторым выводом); 5 — изолятор; 6 — металлический электрод.
Датчики динамического давления типа PS имеют диапазоны измерений 0,1…250 бар и 1…2500 бар, чувствительность 4, 20, 400 пКл/бар (пикоКулон на бар) и рабочий диапазон температур – 50…+ 200 ̊C.