Датчики.
Датчики – устройство преобразующие один вид энергии в другой, удобный для учёта.
По входной величине датчики разделяют на электрические и неэлектрические. К датчикам предъявляются ряд требований:
непрерывность и линейность характеристики;
высокая чувствительность;
высокая надёжность;
помехозащищенность.
минимальные размеры и масса.
Кроме того по физической природе сигнала на выходе датчики подразделяют на электрические и неэлектрические, генераторные и параметрические.
Потенциометрические датчики.
Используются для измерения угловых и линейных перемещений, ускорений и т. д.
R
X– величина сопротивления
зависящая от перемещения х.
l– длинна навивки потенциометра.
x
RX
В общем случае линейность потенциометрического датчика зависит от нагрузки.
- относительное перемещение движка.
Нагрузка активная.
Используя теорему о эквивалентном генераторе
;
- где
;
;
или
,
где
- коэффициент нагрузки.
Тензорезисторные преобразователи.
Датчики, действие которых основано на тензоэффекте, т. е. изменении величины активного сопротивления проводников и полупроводников под действием приложенной к ним нагрузки.
Тензодатчики характеризуются коэффициентом тензочувствительности, т. е. отношение изменения Rк изменениюl.
-для
различных материалов
константан
2
нихром 2.2
хромель 2.5
для полупроводников
Наклейка т. д. производится таким образом, чтобы его ось совпадала с направлением деформации.
;
Терморезисторы
α, β, γ – коэффициенты определяемые свойствами материала.
R0 – величина начального сопротивления.
α = 4.21∙10-3
Терморезисторы характеризуются коэффициентом термочувствительности SТР
Для термисторов:
Индуктивные датчики.
Служат для измерения угловых и линейных перемещений, ускорений и т. д.
;
;
;
;
;
;
;
;
Емкостные преобразователи.
Емкость изменяется при следующих условиях:
при изменении площади перекрытия пластин;
при изменении величины воздушного зазора;
при изменении диэлектрической проницаемости среды.
– чувствительность.
;
.
;
.
εμ– диэлектрическая проницаемость материала
ε– диэлектрическая проницаемость воздуха
Ёмкость такого конденсатора можно рассматривать как совокупность двух конденсаторов имеющих одинаковую площадь перекрытия S, но различные зазоры и проницаемость среды.
;
.
;
