12.15. Преобразователи неэлектрических величин

Преобразователи неэлектрических величин (температуры, давления, координаты пространственного расположения и т. п.) дают возможность применять для их определения приборы и методы измерения электрических величин.

Различают параметрические и генераторные преобразователи. В первых измеряемая неэлектрическая величина вызывает изменение одного из электрических параметров элемента электрической цепи, которым является преобразователь, во вторых она преобразуется в ЭДС. К параметрическим преобразователям относятся:

реостатный, основанный на изменении сопротивления участка проводника r, длину которого определяет положение подвижного контакта, зависящее от координаты x контролируемого объекта;

термочувствительный, основанный на зависимости сопротивления r полупроводниковых резисторов (терморезисторов) от температуры J;

тензометрический, основанный на зависимости сопротивления участка проводников (из некоторых металлов) и полупроводников от механических напряжений, возникающих, например, при их изгибах или скручивании;

электромагнитный, объединяющий обширную группу преобразователей, в которых параметры электромагнитного поля зависят от параметров контролируемого объекта.

В емкостном преобразователе используется зависимость емкости С конденсатора от взаимного расположения его электродов, связанного с координатой x контролируемого объекта. Аналогично в индуктивном преобразователе используется зависимость индуктивности катушки от положения сердечника L(x) или взаимной индуктивности двух катушек от их взаимного расположения M(х).

В вихретоковом преобразователе (рис. 12.33) используется зависимость интенсивности вихревых токов i_в, возбуждаемых в контролируемом изделии 1 синусоидальным током i высокой частоты в катушке 2, от электропроводности. Чем больше интенсивность вихревых токов, т.е. меньше повреждений в изделии и больше его проводимость, тем меньше сопротивление цепи возбуждения. Для повышения чувствительности преобразователя между катушкой возбуждения и контролируемым изделием помещают измерительную катушку.

К генераторным преобразователям относятся:

пьезоэлектрический, представляющий собой кристалл (кварц, сегнетовая соль и др.), в котором ЭДС возникает под действием внешних механических сил, например давления на поверхность кристалла;

термоэлектрический, основанный на зависимости ЭДС термопары от разности; температур DJ ее частей (см. рис. 12.10), и т. д.

Электрические параметры параметрических преобразователей измеряются мостовыми методами и логометрами, ЭДС генераторных преобразователей — вольтметрами и компенсационным методом.

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

13.1. Общие сведения

Электрические машины постоянного тока (двигатели и генераторы) находят широкое применение в различных областях техники. Основное достоинство двигателей постоянного тока заключается в возможности плавного регулирования частоты вращения и получения больших пусковых моментов, что очень важно для тяговых двигателей на электрическом транспорте, а также для привода различного технологического

оборудования.

Электрические машины постоянного тока малой мощности применяются в системах автоматического регулирования как для привода исполнительных механизмов, так и в качестве датчиков частоты вращения подвижных частей регулируемой системы.

Генераторы постоянного тока входят в состав систем электропитания специального оборудования, например в радиотехнических установках, при зарядке аккумуляторов, для питания электролитических ванн и т.д.

Общим недостатком электрических машин постоянного тока является сложность их конструкции, связанная главным образом со щеточно-коллекторным аппаратом. Кроме того, в коллекторно-щеточном аппарате, осуществляющем постоянную перекоммутацию цепей электрической машины, возникает искрение. Это снижает надежность машин и ограничивает область их применения. Существенным недостатком двигателей постоянного тока является необходимость предварительного преобразования для них электрической энергии цепи переменного тока в электрическую энергию цепи постоянного тока.