2.9.Волоконно-оптические датчики

В таких преобразователях применяются мембраны изготовленные из стекла. Стеклянные мембраны обладают высокой чувствительностью и миниатюрными размерами. Стекло также допускает изготовление тонких мембран простым и дешевым способом. У него есть и другие преимущества – технологичность, стабильность механических свойств и слабая зависимость их от температуры. Модуль упругости различных стекол почти не изменяется при увеличении температуры от комнатной до температуры размягчения (300-600 °С).

Стекло является диэлектриком, и использование стеклянных мембран, например в емкостных преобразователях, потребует нанесения на мембраны проводящих (металлических) покрытий, что может ухудшить динамические характеристики мембраны. Преимуществом волоконно-оптических преобразователей является их безразличие к электрической проводимости мембран. Если с обеих сторон прозрачной мембраны находится воздух (или другой газ), то минимальное значение коэффициента отражения света (при нормальном падении): , где n – коэффициент преломления материала мембраны (стекла). Для типичного n=1.5 значения = 0.08. Опыт показывает, что света, отраженного от стеклянной мембраны без отражающих покрытий, вполне достаточно для надежной работы волоконно-оптических преобразователей.

Волоконно-оптическая система измерения прогиба мембраны должна быть изготовлена из световодных волокон диаметром 25 мкм. Чтобы обеспечить максимальную чувствительность преобразователя, однозначность его калибровочной кривой и максимально возможный диапазон измеряемых давлений, необходимо поместить торец световодного жгута на расстоянии от мембраны равном диаметру световодных волокон.

Такие преобразователи удобны для измерений давления на поверхности тел. Кроме того, отсутствие между точкой, где измеряется давление, и мембраной импульсных линий позволяет получить наилучшие динамические характеристики измерительной системы.

2.10.Индуктивные датчики

В этих датчиках применяются индуктивные чувствительные элементы. Индуктивные датчики получили достаточно широкое распространение, но в современных условиях, в связи с малой надежностью, сложностью конструкции индуктивных чувствительных элементов, высокими требованиями, предъявляемыми к магнитным материалам они применяются все реже. Измеряемое давление воздействует на упругий ЧЭ, который перемещает якорь индуктивного преобразователя (ИП). Первичные обмотки ИП питаются переменным током повышенной частоты (28 кГц), который генерируется полупроводниковым преобразователем, питаемым от бортовой сети постоянного тока через стабилизатор напряжения. Выходное напряжение со вторичных обмоток ИП выпрямляется и подается на выходные клеммы штепсельного разъема.

Рис. 7. Принципиальная схема манометра с индуктивным датчиком

1 – указатель; 2 – двухкатушечный логометр с подвижным магнитом.

Снимаемые с индуктивного датчика сигналы переменного тока выпрямляются диодами и на логометр указателя поступают сигналы постоянного тока.

Такие манометры применяются для измерения давления при повышенных температурах и при значительных колебаниях измеряемого давления с частотой до 700 Гц. Диапазон измерения от 0 – 0.3 МПа до 0 – 30 МПа. Максимальные погрешности не превышают ± 4 %.