18. Резистивные измерительные преобразователи

Реостатные преобразователи. Измерительные преобразователи, выполненные в виде реостата, подвижный контакт которого перемещается под воздействием входной измеряемой величины, называются реостатными измерительными преобразователями. Чаще всего реостатные ИП включаются в измерительную цепь по схеме потенциометра, поэтому в ряде источников используется термин «потенциометрические преобразователи» [1, 2, 21].

Выходной величиной ИП является электрическое сопротивление, функционально связанное с положением подвижного контакта. Реостатные преобразователи служат для преобразования угловых или линейных перемещений в соответствующее изменение сопротивления, тока или напряжения. Так как в перемещение могут быть преобразованы многие неэлектрические величины (давление, расход, уровень и др.), то реостатные преобразователи очень часто используют также в качестве промежуточных преобразователей неэлектрических величин в электрические. Резистивные преобразователи несмотря на присущие им недостатки (наличие скользящего контакта, существенное влияние температуры на их характеристики, недостаточную механическую прочность и т. п.) все же до настоящего времени находят широкое применение.

Рис. 28.1

Конструктивно реостатные преобразователи состоят из каркаса 1, обмотки из изолированного провода 2 и токосъемного контакта 3 в виде щетки или движка, скользящего

по виткам провода, очищенного от изоляции (рис. 28.1,а, б).

19. Емкостные преобразователи

Принцип действия емкостных измерительных преобразователей основан на изменении емкости конденсатора под воздействием входной преобразуемой величины. Емкость конденсатора определяется соотношением

где — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика;— диэлектрическая проницаемость вакуума;— площадь пластины;— толщина диэлектрика или расстояние между пластинами.

28.6

Емкостные преобразователи используют для измерения угловых и линейных перемещений, линейных размеров, уровня, усилий, влажности, концентрации и др. Конструктивно они могут быть выполнены с плоскопараллельными, цилиндрическими, штыревыми электродами, с наличием или отсутствием диэлектрика между пластинами.

Емкостные измерительные преобразователи являются практически безинерционными элементами с передаточной функцией , поскольку частота питания датчика на два порядка и более превышает частоту входного измеряемого сигнала [21, 26, 29].

К достоинствам емкостных измерительных преобразователей можно отнести простоту конструкции, малые размеры и массу, высокую чувствительность, большую разрешающую способность при малом уровне входного сигнала, отсутствие подвижных токосъемных контактов, высокое быстродействие; возможность получения необходимого закона преобразования за счет выбора соответствующих конструктивных параметров, отсутствие влияния выходной цепи на измерительную.

Недостатки емкостных измерительных преобразователей состоят в относительно низком уровне выходной мощности сигналов, нестабильности характеристик при изменении параметров окружающей среды, влиянии паразитных емкостей.