41

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................5

2 ОПИСАНИЕ РЕЗИСТИВНОГО И

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА..........................................................6

2.1 Общие сведения о резисторах.......................................................................6

2.2 Классификация резисторов.............................................................................6

2.3 Характеристики резисторов............................................................................10

2.4 Рассмотрение резистивного эффекта.............................................................11

2.4.1 Резистивный делитель напряжения..............................................................11

2.4.2 Измерительный мост.................................................................................14

2.5 Виды соединений резисторов......................................................................16

2.6 Описание потенциометрического эффекта...................................................18

2.7 Основные принципы работы потенциометров............................................20

2.8 Элементы сопротивления потенциометров.................................................20

2.9 Основные параметры потенциометров........................................................21

2.10 Функциональные и конструктивные особенности.....................................22

2.11 Рассмотрение потенциометрического эффекта..........................................23

3 ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН НА ОСНОВЕ РЕЗИСТИВНОГО И ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА.......................................................24

3.1 Сопротивление, зависимость от температуры, шум резисторов...............26

3.2 Поясняющие функциональные схемы и перечисление физических величин.................................................................................................................27

3.2.1 Электрические измерения...........................................................................27

3.2.2 Электрические приборы............................................................................27

3.2.3 Цифровые вольтметры и мультиметры……………………..................…28

3.2.4 Измерители полных сопротивлений………………..............................…28

3.2.5 Измерительные мосты……………............................................................29

3.2.6 Трансформаторный измерительный мост..................................................30

3.2.7 Применение резисторов.............................................................................30

3.3 Измерение физических величин на основе потенциометрического эффекта……………………………………………………………………………...32

3.3.1 Преобразователи линейных перемещений………………………….………32

3.3.2 Преобразователи угловых перемещений…………………………….……..34

4ИСТОЧНИКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ, ОГРАНИЧИВАЮЩИХ ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ НА ОСНОВЕ РЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА И ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА………………................................36

4.1 Источники погрешностей на основе резистивного эффекта.......................36

4.2 Источники погрешностей на основе потенциометрического эффекта......38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................39

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................................40

ВВЕДЕНИЕ

Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Измерение неэлектрических величин достигло сейчас высокого развития и образует наиболее крупную, разветвленную и стремительно развивающуюся область современной измерительной техники, а производство приборов для измерения различных физических величин составляет основную часть приборостроительной промышленности.

В рамках данной работы рассмотрим применение резистивного и потенциометрического эффекта для измерения физических величин

2 ОПИСАНИЕ РЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА И ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

2.1 Общие сведения о резисторах

Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь), — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него .

2.2 Классификация резисторов

В зависимости от назначения резисторы подразделяются:

-Общего применения

-Специального применения

К резисторам общего применения не предъявляются повышенные требования в отношении точности их изготовления и стабильности параметров, К резисторам специального назначения можно отнести резисторы повышенной стабильности, высокочастотные, высоко мегаомные, а также резисторы для микромодулей и микросхем.

Резисторы делятся на:

По назначению:

-резисторы общего назначения

-резисторы специального назначения

-высокоомные (сопротивления от десятка МОм до единиц ТОм, рабочие напряжения 100..400 В)

-высоковольтные (рабочее напряжения - десятки кВ)

-высокочастотные (имеют малые собственные индуктивности и ёмкости, рабочие частоты до сотен МГц)

-прецизионные и сверхпрецизионные (повышенная точность, допуск 0,001 - 1%)

По виду вольт-амперной характеристики:

-линейные резисторы

-нелинейные резисторы

• варисторы — сопротивление зависит от приложенного напряжения

• терморезисторы — это термочувствительные резисторы, сопротивление которых значительно изменяется с изменением температуры. Они применяются в цепях температурной стабилизации режима транзисторных усилителей, а также в различных устройствах измерения контроля и автоматики.

• фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости

• тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора

• магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля

По характеру изменения сопротивления:

-Постоянные резисторы

• Углеродистые резисторы. Резистивный элемент этих резисторов представляет собой тонкую пленку углерода, осажденную на основание из керамики (стержень или трубку).

• Композиционные резисторы, резистивный элемент этих резисторов изготовляется на основе композиций, состоящих из смеси порошкообразного проводника (сажа, графит и др.) и органического или неорганического диэлектрика. Композиционные резисторы выпускают пленочного и объемного видов.

• Пленочные композиционные резисторы характеризуются сильно зависимостью сопротивления от напряжения, низкой стабильности параметров и очень высокой надежностью. Объемные композиционные резисторы с органическими связующими материалами отличаются высокой стабильностью параметров, сравнительно низкой надежностью и пониженным уровнем собственных шумов, а с неорганическими материалами — очень высокой надежностью, низкой стабильностью сопротивления и слабой зависимостью сопротивления от частоты до 50 кГц.

• Металлооксидные резисторы изготовляются на основе оксида металлов, чаще всего диоксида олова. По конструкции они не отличаются от металлопленочных, характеризуются средней стабильностью параметров, слабой зависимостью сопротивления от частот и напряжения, высокой надежностью.

• Проволочные резисторы обычно выполняют на цилиндрическом изоляционном основании с одно- или многослойной обмоткой. Проводники и контактные узлы защищают, как правило, эмалевыми покрытиями. Проволочные резисторы характеризуется высокой стабильность сопротивления, низким уровнем собственных шумов, большой номинальной мощностью, высокой точностью сопротивления.

• -Переменные

Переменные резисторы применяются для регулирования силы тока и напряжения.

По конструктивному исполнению они делятся на одинарные и сдвоенные, одно- и многооборотные, с выключателем и без него, с кольцевым и полосковым резистивным элементом; по назначению — на подстроечные для разовой или периодической подстрой аппаратуры и регулировочные для многократной регулировки в процессе эксплуатации аппаратуры; по материалу резистивного элемента — на проволочные и непроволочные; по характеру изменения с противления (функциональной зависимости) — на резисторы с линейной (группа А), обратно логарифмической (группа Б), логарифмической (группа В) и другими функциональными зависимостями.

По технологии изготовления:

-Проволочные резисторы.

Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность.

-Плёночные металлические резисторы.

Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. -Металлофольговые резисторы.

В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.

-Угольные резисторы.

Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.

-Интегральный резистор.

Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов невозможно или не технологично.

По конструкции резисторы подразделяются:

-Пленочные

-Металлопленочные

-Металло-оксидные

-Металлодиэлектрические

-Композиционные

-Полупроводниковые