14. Диференційний трансформатор використовуються для...

Диференціальний трансформатор (differential transformer) - це датчик, використовуваний для виміру переміщень. Звичайно він складається з феромагнітного сердечника, що рухається усередині двох обмоток трансформатора. Одна обмотка харчується перемінним струмом, а з другий знімається вихідний сигнал. Обмотки з'єднані таким чином, щоб у нейтральному положенні сердечника вихідна напруга дорівнює нулю. Будь-яке переміщення сердечника пропорційно змінює вихідна напруга. Вимір тиску використовується для визначення інших величин. Наприклад, по тиску на дні заповненого рідиною судини можна визначити її рівень.

15. На якому принципі працюють індуктивні датчики наближення?

Індуктивні датчики наближення працюють на основі випромінювання високочастотного електромагнітного поля обмоткою, що входить у коливальний контур

16. На якому принципі працюють ємнісні датчики наближення?

   Ємнісні датчики наближення містять загасаючий коливальний RC-контур. Ємність залежить від відстані між обмотками конденсатора, їхньої площі і властивостей діелектрика між ними. Датчик приєднаний до однієї з обмоток  або до діелектрика. Коли об'єкт наближається до датчика, його емність змінюється, а отже, можна зафіксувати  частоту коливань генератора, і використовувати її для керування вимикачем. Ємнісний датчик може знайти об'єкти, що не є провідними. Діапазон роботи для таких датчиків звичайно лежить між 5 і 40 мм. Ємнісні датчики можна використовувати також для виміру сили і тиску.

17. На якому принципі працюють магнітні датчики наближення?

Магнітні датчики наближення розпізнають наближення об'єкта зміні характеристик магнітного поля і не мають рухливих частин. Принцип роботи може базуватися на індуктивності, магнітному опорі (relucnance), магнето-резистивному ефекті або ефекті Холу. Магнето-резистивний  ефект і ефект Хола обумовлений тим самим   фізичним  явищем - опір провідного матеріалу змінюється під впливом зовнішнього магнітного поля. Якщо провідник з електричним струмом піддається впливові магнітного поля, його опір збільшується (магнето-резистивний ефект). Крім того, на протилежних сторонах цього провідника виникає різниця потенціалів, яку можна вимірити (ефект Холу). Провідник повинний бути розташований так, щоб магнітне поле було перпендикулярно напрямкові струму; різниця потенціалів виникає уздовж осі, перпендикулярної і магнітному полю, і напрямкові струму. Геометрична  форма провідника вибирається так, щоб максимальним був або магніто-резистивний ефект, або ефект Хола. Датчики Хола часто виконуються з напівпровідникових матеріалів.

18. Чим відрізняються резистивні датчики температури (термоопори) від термісторів?

Резистивні детектори температури (resistancetemperaturedetector - RTD) як зазвичай виготовляються із платинової нитки. Опір R є фактично лінійною функцією температури  Т  при опорному значенні Т0 =0 0С. Відношення опору R при температурі  Т до опору R0 при опорній температурі Т0  можна виразити як : де а - це температурний коефіцієнт опору і b - позитивна або негативна постійна (мал. 4.15). Для платини типовими значеннями параметрів є : а = 0.004 [0C-1] і b= 0.59 . 10 -6 [0C-2].

Рис.8.15. Температурна характеристика опору резистивного детектора температури і термістора

Існують RTD для набору стандартних опорів. Найбільше часто використовуваний тип має опір 100 Ом при опорній температурі 0 0C  або  273 K; у нього є власне ім'я - Рt-100.Датчики типу RTD мають досить низьку чутливість, і будь-який струм і, використовуваний для визначення зміни опору, буде нагрівати датчик, змінюючи його показання на величину, пропорційну і2.  Вихідний опір найчастіше  виміряється мостовими схемами.

Термістор (thermistor), тобто  температурно-залежний резистор, виготовляється з напівпровідникового матеріалу, що має негативний температурний коефіцієнт і високу чутливість. Його опір нелінійно залежить від температури: де Т - температура в градусах Кельвіна, R0 - опір при опорній температурі  T0 (звичайно 298 K, тобто  25 °С ), а  - постійна (звичайно 3000-5000 K). Нахил кривої  R-T (мал. 4.15) відповідає температурному коефіцієнтові  а, що, у свою чергу, є функцією температури: Значення коефіцієнта а звичайно лежить у діапазоні від -0.03 до -0.06 К-1   при 25 °С (298  К). Через кінцевий опір термістора при протіканні по ньому струму виділяється тепло. Енергія, виділювана в термісторі при 25 0С, має звичайно порядок 0.002 мвт. При постійній розсіювання близько 1 мвт/0С  температура датчика буде підвищуватися на 10С (на повітрі) на кожен міліват  потужності, що розсіюється.

Термістор не є точним датчиком температури. Однак, завдяки своїй чутливості, він використовується для вимірів малих відхилень температури. Це пристрій  досить надійний як механічно, так і электрически. Нелінійна вихідна напруга термістора повинна бути перетворена в лінійну залежність від температури. Це можна зробити за допомогою аналогового пристрою або програмним способом. Програмними засобами можна безпосередньо задати градуйовану таблицю або функцію, зворотну характеристиці термістора. Лінійність характеристики можна одержати, приєднавши до термістора нескладні електронні пристрої. Термістори застосовуються для виміру температур аж до 500-600 0С.