26. Резистивные термочувствительные преобразователи.
Термочувствительные
преобразователи основаны на зависимости
сопротивления проводника или
полупроводника от температуры.
Интенсивность теплообмена со средой
определяется геометрическими размерами
терморезистора, физическими свойствами
газовой или жидкой среды (плотность,
теплопроводность, вязкость), скоростью
газовой или жидкой среды, температурой
среды. Обычно терморезистор представляет
собой тонкую проволоку диаметром 0,02 ÷
0,06 мм и длиной 5 ÷ 50 мм. 
Для получения информации проводят ток => в ТР тепло => теплообмен между преобразователем и средой.
где
Q1
- конвекция, Q2
- теплопроводность среды, Q3
- теплопроводность ТР, Q4
- излучение.
Термочувствительные преобразователи делятся на:
1. Преобразователи без преднамеренного перегрева.
2. Перегревные.
В
первых ток, проходящий через терморезистор,
почти не вызывает нагрева, и температура
терморезистора определяется в основном
температурой среды.
Такие
терморезисторы применяются для измерений
температуры. В перегревных терморезисторах
ток, наоборот, вызывает значительный
нагрев. Такие терморезисторы применяются
для измерения скорости, плотности,
вязкости среды и т. д.
По типу зависимости сопротивления от температуры различают терморезисторы с отрицательным (термисторы) и положительным (позисторы) температурным коэффициентом сопротивления. Для позисторов — с ростом температуры растёт их сопротивление; для термисторов — увеличение температуры приводит к падению их сопротивления.
Требования к материалу для ТР:
- стабильность градуировочной х-ки и её воспроизводимость, обеспечивающая взаимозаменяемость изготавливаемых ТР;
-
желателен высокий температурный
коэффициент сопротивления (характеризует
относительное изменение сопротивления
при изменении температуры на единицу:
)
при одновременном высоком удельном
сопротивлении
.
Терморезисторы способны работать в различных климатических условиях и при значительных механических нагрузках. Однако, с течением времени, при жёстких условиях его эксплуатации, например, термоциклировании, происходит изменение его исходных термоэлектрических характеристик, таких как:
-
номинального (при
)
электрического сопротивления;
- температурного коэффициента сопротивления.
Недостатки: невозможность воспроизведения заданной характеристики; инерционность - от нескольких секунд до нескольких минут.
27. Индуктивные преобразователи.
Принцип действия основан на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов магнитной цепи.
Простейший
индуктивный преобразователь: 1 - подвижный
сердечник, 2 - неподвижный сердечник,
и
- число витков первичной и вторичной
обмоток.
Длина
воздушного зазора
изменяется под действием измеряемой
величины F (сосредоточенной
силы, давления, линейного перемещения).
Вследствие изменения зазора изменяется
магнитное сопротивление магнитной
цепи, а значит и индуктивность катушки,
надетой на сердечник и включенной в
цепь переменного тока. Изменение
индуктивного сопротивления катушки
ведет к соответствующему изменению ее
полного сопротивления Z.
Таким образом, возникает функциональная
зависимость между измеряемой механической
величиной Р и
электрическим сопротивлением Z преобразователя: 
.
Индуктивность
обмотки на магнитопроводе
,
где
- магнитное сопротивление магнитопровода,
и
- активная и реактивная составляющие
магнитного сопротивления. Активная
составляющая определяется зависимостью
-
относительная магнитная проницаемость,
длина и площади поперечного сечения
-го
участка магнитопровода,
магнитная постоянная,
длина
воздушного зазора,S
площадь поперечного сечения воздушного
участка магнитопровода. Реактивная
составляющая определяется по формуле
,
где
Р - потери мощности в магнитопроводе,
обусловленные вихревыми токами и
гистерезисом;
- угловая частота, Ф - магнитный поток
в магнитопроводе. Взаимная индуктивность
двух обмоток определяется из выражения
.
На основе индуктивных датчиков: индуктивный микрометр, индуктивный толщиномер, индуктивный манометр и т. п.
Достоинства:
+ значительный по мощности выходной сигнал;
+ простота изготовления; + надёжность в работе.
Недостатки:
- обратное влияние преобразователя на исследуемый объект;
- влияние на результат измерения колебания напряжения и частоты питающего напряжения.