24. Неэлектрические реостатные преобразователи.
Представляют собой реостат, щётка (подвижный контакт) которого перемещает под воздействием измеряемой величины. Входной величиной преобразователя является угловое (линейное) перемещение движка, выходной – изменение его сопротивления, которое нужно измерять с помощью мостовых схем, т. к. нужно ловить изменение параметра.
Применяется для измерения сравнительно больших перемещений, как линейных, так и угловых, и других неэлектрических величин, которые могут быть преобразованы в перемещение (например, давления).
Виды:
- каркасные - на каркас (в виде пластины, цилиндра, кольца) намотана проволока с равномерным шагом, по верхней её грани скользит подвижная токосъёмная щётка;
при
её движении сопротивление изменяется
скачками, равными сопротивлению одного
витка
Это приводит к появлению погрешности,
максимальная величина которой
(R
- полное сопротивление обмотки). При
линейной функции преобразования датчика
значение погрешности
,
где
- число витков в обмотке (100-200). За счёт
переменной высоты каркаса характеристика
преобразования м. б. нелинейной.
- реохордные - представляют собой проволоку, по которой скользит щётка. Характеристика преобразования такого преобразователя линейная.
В качестве материала используется константан, манганин (чтобы не было температурной погрешности), платиноиридиевая проволока.
Достоинства: возможность получения значительного выходного сигнала при сравнительно простой конструкции.
Недостатки:
необходимость
относительно больших перемещений (хотя
бы на величину 1 витка).
25. Тензочувствительные преобразователи (тензорезисторы).
Основаны
на зависимости электрического
сопротивления проводника или
полупроводника от вызываемого в нём
механического напряжения и деформации.
Изменение
сопротивления происходит из-за изменения
его длины
и площади поперечного сечения
,
т. к.
.
Характеристикой тензоэффекта материала
является коэффициент тензочувствительности
S, который определяется как
,
где
- относительное изменение сопротивления
проводника,
- относительная деформация проводника,
.
Требования
к материалу
1) большое значение S;
2)
большое удельное сопротивление, т. к.
при заданном сопротивлении
надо стремиться к как можно меньшей
площади, занимаемой преобразователем;
3)
маленький температурный коэффициент
сопротивления, для того, чтобы
было, т. к. для металлов
.
Т.
о., если S = 2-3,то
<=
.
Применяется проволока диаметром 0.02-0.05 мм из константана, S = 1.9-2.1.
Преобразователи наклеивается на поверхность исследуемой детали так, чтобы направление ожидаемой деформации совпало с продольной осью преобразователя.
Изменение
сопротивления изменяется с помощью
мостовых схем.
Наклеенный ТП нельзя снять с одной детали и наклеить на другую.
Для определения коэффициента S приходится прибегать к выборочной градуировке. Для этого, например, из одного и того же мотка проволоки делают 100 ТП, градуируют их, после чего характеристики усредняют и распространяют на всю оставшуюся партию.
Достоинства ТП:
+ малая масса; + малые габариты; + простота;
+ надёжность.
Недостатки:
- низкая чувствительность; общая погрешность до 10%, при индивидуальной градуировке до 1 %.