- •1.Понятие «датчик». Классификация датчиков. Общие свойства датчиков. Основные требования к датчикам. Миниатюризация датчиков.
- •2.Характеристики датчиков: порог чувствительности, предел преобразования, метрологические характеристики, надежность, эксплуатационные характеристики.
- •3.Метрологическое обеспечение датчиков. Принципы выбора датчиков.
- •4.Реостатные преобразователи.
- •5.Резистивные преобразователи: терморезистивные преобразователи (металлические, полупроводниковые), тензо- и пьезорезистивные преобразователи.
- •6.Емкостные преобразователи.
- •7.Индуктивные преобразователи.
- •8.Трансформаторные преобразователи.
- •9.Струнные преобразователи.
- •10.Стержневые преобразователи.
- •11,Ультразвуковые преобразователи.
- •12,Индукционные преобразователи.
- •13,Термоэлектрические преобразователи.
- •14,Фотоэлектрические преобразователи: фоторезисторы.
- •15, Фотоэлектрические преобразователи: фотодиоды, фототранзисторы.
- •16,Пьезоэлектрические преобразователи (пэп). Общие сведения. Группы пьезоэлектриков. Уравнение пьезоэффекта. Уравнения пэп.
- •17,Электрические схемы подключения пэп. Конструкции пэп. Повышение помехоустойчивости пэп.
- •18,Оценка чувствительности пэп. Пэп с использованием обратного эффекта. Зависимость свойств пэп от внешних условий. Применение пэп.
- •19,Контактные преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •20,Фотоэлектрические преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •21,Электромагнитные преобразователи с устройствами пространственного кодирования.
- •23,Двухстепенные гироскопы: скоростной гироскоп, скоростной гироскоп с электрической пружиной, поплавковый гироскоп.
- •24,Взаимодействие оптического излучения с оптическими средами.
- •25,Материалы волоконно-оптических элементов.
- •26,Оптические элементы, используемые в вод: входные окна, световоды.
- •27.Оптические элементы, используемые в вод: оптические фильтры, иммерсионные линзы.
- •28,Взаимодействие оптического излучения с полупроводниками. Поглощение излучения полупроводниками: собственное, примесное.
- •29,Принципы преобразования в вод физических величин.
- •30,Амплитудные вод (вод с модуляцией интенсивности).
- •31,Вод поляризационного типа.
- •32,Вод на основе микромеханических резонаторов, возбуждаемых светом.
- •33,Характеристики микрорезонаторных вод физических величин. Оптическое мультиплексирование вод физических величин.
- •34,Волоконно-оптические гироскопы (вог). Принцип действия вог.
- •35,Принципиальная схема вог. Чувствительность вог.
- •36,Вог с эрбиевым источником.
- •37,Задачи измерения давления. Датчики давления на современном этапе. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления.
- •38,Воздействие влияющих факторов на датчики давления.
- •39Динамические погрешности при измерении переменных давлений.
- •40,Особенности эксплуатации и монтажа датчиков давления.
36,Вог с эрбиевым источником.
По комплексу существенных для ВОГ параметров эрбиевые СВИ (Er-СВИ) превосходят другие типы источников, включая полупроводниковые суперлюминесцентные светодиоды (СЛД). Основное их достоинство -- низкая временная
когерентность и малая остаточная степень поляризации излучения, высокая температурная стабильность параметров, большие выходная мощность
(до нескольких десятков милливатт в одномодовом волокне) и срок службы. Такие источники легко стыкуются с одномодовыми волокнами, а некоторые из разновидности могут работать одновременно в режимах излуче ния и усиления сигнала, что позволяет реализовать новые схемы ВОГ с использованием оптического усиления в их тракте. Необходимо отметить, что в диапазоне длин волн вблизи 1,55 мкм кварцевые волокна характеризуются повышенной радиационной стойкостью, что может играть первостепенную роль в ряде применений ВОГ, например, когда он предназначен
для длительной работы в условиях повышенной космической радиации.
37,Задачи измерения давления. Датчики давления на современном этапе. Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления.
Давление является одной из основных величин, связанных с описанием поведения жидких и газообразных сред. Одна лишь энергетика потребляет большую часть выпускаемых промышленностью датчиков давления. В гидравлических, тепловых, ядерных и других энергетических установках необходим непрерывный контроль за давлением для обеспечения нормального режима работы, не говоря уже о риске разрыва стенок сосудов и трубопроводов и возникновения аварийных ситуаций.
В системах контроля технологических процессов датчики давления дают информацию о давлении сжатого воздуха, газа, пара, масла и других жидкостей, обеспечивающих надлежащее функционирование машин, механизмов и систем и протекание контролируемых процессов.
Большое разнообразие аппаратуры, в том числе и датчиковой, для измерения давлений объясняется тем, что понятие «давление» охватывает протяженную область значений -- от сверхвысокого вакуума до сверхвысоких избыточных давлений.
Давление -- это физическая величина, характеризующая воздействие усилия на единицу площади поверхности тела или условно выделенную внутри тела элементарную площадку. Величина давления р жидкости или газа на стенку сосуда, который они полностью заполняют, определяется силой dF, действующей по нор- мали к элементу поверхности ds стенки сосуда: р=ds/dF
Все задачи измерения давления можно разделить на следующие основные группы: измерение абсолютного или избыточного давления и измерение разности давлений. Отдельно следует выделить задачи измерения давления газов в пределах не выше атмосферного -- вакуумметрию и измерение звуковых волн в газовой и жидкостной среде − акустические измерения. В зависимости от скорости изменения давления, т.е. характера зависимости р(τ), все разнообразие задач измерения давлений можно свести к
трем вариантам: измерение статических и медленноменяющихся давлений, измерение быстроменяющихся давлений и измерение импульсных давлений.
Принципы построения аналоговых и дискретных датчиков давления.
В современных датчиках давления измеряемая величина − давление газообразных, жидких или сыпучих сред преобразуется в перемещение или силу упругими чувствительными элементами (ЧЭ), в качестве которых используются разнообразные мембраны, мембранные и анероидные коробки], витые трубки, трубки Бурдона, сильфоны и колпачки.
Принцип действия пьезорезистивных и тензорезистивных датчиков давления основан на функциональной зависимости между измеряемым давлением и упругими деформациями ЧЭ, преобразующимися в электрический сигнал полупроводниковыми, проволочными, фольговыми или металлопленочными тензорезисторами. Тензометрический метод преобразования сочетает простоту с большой надежностью, что позволяет разраба- тывать датчики давления высокоэкономичными и надежными. Пьезорезисторы обладают высокой чувствительностью; весьма незначительным гистерезисом (вследствие атомарной связи между тензорезистором и телом упругого ЧЭ); малыми габаритными размерами и массой; возможностью реализации на одном кристалле вместе с упругим элементом измерительной и усилительной схем; технологичностью. Поэтому
датчики на их основе получили широкое распространение.
