Схемы включения (линейных и угловых )

а) недифф.

б) знакочувстительное включение.

в) с искусств. ср. точкой

г) мостовая схема с 4-мя переменными плечами.

д)

а) б)

;

При =>

Тензорезисторы

Изменение активного сопротивления проводников при их механической деформации.

- коэффициент относительной тензочувствительности.

1. Для жидких сред:

2. Для металлов: т.к. - квадрат поперечного размера,

а , то

, т.е.

3. Для проводников:

, т.е.

8 Емкостные датчики

( 1) - емкость плоского конденсатора с “бесконечной” протяженностью пластин.

- диэлектрическая проницаемость вакуума;

- относительная диэлектрическая проницаемость среды.

(2)

(3)

Это емкостной преобразователь, основанный на фиксировании тока разряд-заряд емкости.

На основании (1),(2) и (3)

(4)

(4) – раскрывает возможные способы воздействия на С.

В этом варианте датчика

Некоторые варианты построения емкостных преобразователей и соотношения:

		Емкость плоского конденсатора полностью заполненного диэлектриком
		Конденсатор со слоистым диэлектриком 1,2,3 – индексы слоев с различными и h
	;	Конденсатор из n последовательно соединенных слоев, имеющий емкость меньшую, чем емкость одиночного конденсатора.
	_ _	l – длина цилиндра Если
	;
		Гибкая мембрана
		Мембрана-пластина толщиной t

Способы воздействия на емкость

а) – изменением S; б) – изменением h; в) – изменением .

Понятия: линейность функции преобразования и крутизна характеристики.

- проанализировать при

- крутизна зависимости; - в общем виде.

Эквивалентная схема

- Как чистую емкость преобразователь может быть представлен лишь на низких частотах;

- Все ранее приведенные формулы взяты без учета “краевых” эффектов;

- Эквивалентные схемы на низких и высоких частотах различны. Здесь представлена схема на низких частотах, где - сопротивление утечки по постоянному току. Им можно пренебречь можно на низких частотах;

- Диэлектрические потери в изолирующих элементах содержат составляющую проводимости и возрастают с ростом частоты. Тангенс угла потерь - ;

- - сопротивление токоподводов, обмоток; с ростом частоты они растут, т.к. возникает поверхностный эффект;

- L – полная индуктивность токоподводов.

Большинство емкостных преобразователей можно представить как чистую емкость С. Расчет “геометрической емкости целого ряда конфигураций, часто ведут без учета краевых эффектов в соответствии с формулами таблицы 1. Поведение конденсаторов на низких и высоких частотах различно. При низких частотах эквивалентная схема представлена на рисунке. - характеризует потери из-за утечки по постоянному току. Ей можно пренебречь даже при низких частотах.

.

Чувствительность и линейность.

( 1)

(2) ,

(3)

(4) , где

Если , то это будет конденсатор воздушный, без диэлектрика.

Варианты включения емкостного датчика:

1. В цепь с источником постоянного напряжения:

;

;

;

Если , то ;

Если , то ;

При большой постоянной времени , в фазе с изменением С.

Но большая T может быть обеспечено при повышении , но это ведет к снижению чувствительности. Поэтому нужно повышать R до тех пор пока оно не достигнет величины сопротивления потерь в кабале. ( - несколько герц)

Пусть =>

;

производная по времени от входного сигнала, умноженная на постоянную времени .

Стабильность преобразования зависит от стабильности R, которая обусловлено изменением нестабильных сопротивлений потерь и утечек в цепи.

2 . Включение емкостного датчика в цепь колебательного контура с источником переменного напряжения:

;

;

Пусть и

Тогда

При резонансе ;

тогда вблизи резонанса:

;

;

тогда

Если

; ;

;

;

;

;

3. Мостовые цепи переменного тока:

в частном случае