2.2 Магнитоэлектрические преобразователи.

Основаны на прямом использовании закона электромагнитной индукции. Если подвижной системе сообщить перемещение, то в катушке будет индуктироваться электрический сигнал.

В отсутствии внешних источников питания на выходе получаем электрический сигнал.

М агнитная сила сформирована полем постоянных магнитов, в зазоре которых помещен проводник. Поле характеризуется индукцией В. Линии индукции замыкаются образуя поле диполя. Если проводник в зазоре движется в направлении х, в нем наводится ЕДС:

la – активная часть проводника, находящаяся в магнитном поле.

B– индукция магнитного поля,

N- число витков, если замкнуты концы.

По правилу правой руки ток, ЭДС, В.

Если проводник закреплен на маятниковом ЧЭ, то F – сила демпфирования.

Устройство по сути – электромагнитный демпфер с реулируемым демпфированием.

Генераторный датчик скорости. В нем обеспечивается непосредственное преобразование механической величины в электрический сигнал. Одновременно является и прямым и обратным преобразователем .

На выходе имеем U_i=i R_H.

Обратное преобразование, когда заданный ток создаст силу:

Такие преобразователи создают основу класса автоколебаний.

Струнный автогенератор, в котором используется обратимый преобразователь, имеет следующую схему:

Растянутая струна с точками вывода a и b

Вызываются автоколебания на собственной частоте:

В начальный момент мостовая схематически сбалансирована, Rэ=Rc, R1=R2, т. е. связь между входом и выходом нулевая. При возникновении колебаний, внутри плеча появляется ЭДС, мост становиться разбалансирован.

;

График равновесия системы:

2.3 Пьезоэлектрические преобразователи.

Пьезоэлектрический метод измерения основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. Известно, что если некоторые кристаллы (Кварц, турмалин, канкринит, керамика - обладающие анизотропными свойствами), подвергать деформации, то на определенных поверхностях кристалла выделяются равный и противоположные по знаку электрические заряды, пропорциональные упругим механическим деформациям.

F => Δx =>ΔU

Наоборот, если к тем же поверхностям кристалла приложить переменное электрическое напряжение, то кристалл будет деформироваться в соответствии с изменением напряжения.

L ± Δx

Первое явление называется прямым пьезоэффектом, а второе – обратным. Т. е. также является обратимым преобразователем.

Схема пьезодатчика:

1 - Кристаллодержатель;

2 - Металлизация поверхности кристалла;

3 - Кристалл;

4 – Герметичный корпус;

Конфигурация электродов и кристаллодержателей с учетом направления геометрических осей позволяет возбудить колебания в кристалле (изгибные или сдвиговые). Кристаллодержатель держит за узлы – точки, которые не участвуют в колебаниях.

На их основе формируют автогенераторные схемы (аналоговая схема классического транзистора):

В схеме возникнут колебания на резонансной частоте. Используется как частотозадающий элемент, например в часах.