Тензорезисторы.

Принцип действия: основывается на явлении тензоэффекта – изменение величины активного сопротивления под воздействием механических напряжений.

д/п увеличение сопротивления.

Характеризуется коэффициентом тензочувствительности:

идеальные приращения R, l

модуль Юнга

Материал изготовл.: константан, хромель, хром, п/пров.матер.(германий, кремний). Хаар-ки сильно зависят от выбранного материала.

- высокая температурная погрешность;

- хрупкие, менее надежные – п/пров.;

+ стабильность, которая оценивается метрол-ой хар-кой – вариация показания.

Общие требования: нагрузка должна быть в пределах упругой деформации. После снятия нагрузки размеры должны возвр-ся в начальное состояние. В среднем величина этой деформации составляет 1% (1см-1мм)

Конструкции: они могут выполнятся из проволоки или фольги. Диаметр

Наклеивается на подложку (тонкий материал). Вся конструкция уже приклеивается к исследуемой детали, хар-ки которые мы хотим изучить, через подложку, через клей он приним.нагрузки. Конфигурация может быть сложной, зависит от того, для чего он предназначен. Сверху покрывают лаком.

+ низкая стоимость; + простота констр-ции; + доступность.

Основные объекты: высоконагруженные детали конструкции; несущие конструкции зданий; каркас и конструкции самолетов; турбины генераторов. Они восприним.вибрацию Техника: вибро-диагностика, геофизика. Это практически одноразовый прибор. Есть варианты соед-ся с помощью болтов. Если с помощью приклеивания, то большую роль играет клей.

Вывод: для повышения чувствительности, необходимо повысить p. Убирать матер.с большим значением тензочувствительности; выбор мат.с меньшим сечением.

3. Информационные преобразователи с магнитоуправляемыми контактами.

Билет № 11

1. АЧХ и ФЧХ, полоса пропускания средств измерений.

2. Резистивные преобразователи, тензорезисторы, термисторы.

Резистивные преобразователи

Наиболее часто такие датчики применяются для измерения перемещений, для измерения уровня жидкости и пр

Резистивные измерительные преобразователи.

+ невысокая стоимость; + небольшие габариты; + высокая надежность при благоприятных условиях; + доступность – массовый выпуск; + широкая номенклатура; + высокая точность.

-

оптическое воздействие.

- довольно высокая чувствительность возмущающего воздействия возмущающих факторов. Можно получить высокую точность, если применять устранение возмущения;

- относительно плохо работать в тяжелых условиях эксплуатации;

- большие температурные погрешности; п/пров-ые резистивн.преобразователи: невысокий температурный диапазон в котором могут работать преобразователи ()

прин­цип действия которых основан на преобразовании зна­чения измеряемой величины в изменение сопротивления. Последнее может быть вызвано различными эффектами в преобразующем элементе, например нагреванием или охлаждением, механическим напряжением, воздействием светового потока (как в фотопроводящих преобразова­телях), увлажнением, осушением, механическим пере­мещением контактной щетки реостата.

Одним из вариантов резистивного преобразователя является потенциометрический преобразователь, в кото­ром изменение измеряемой величины преобразуется в изменение отношения напряжений вследствие изменения положения контактной щетки на резистивном материа­ле, запитываемом от внешнего источника . Определенный механический элемент преобразует изме­нение измеряемой величины в перемещение щетки.

 В преобразователях могут использоваться потенциометрические устройства (с одним или несколькими со­противлениями в схеме) либо они сами являются потен­циометром.

Термисторы

Другая основная группа чувствительных к темпера­туре преобразователей, используемых в термометриче­ских приборах, известна под названием термисторы. Они имеют весьма нелинейную характеристику, однако могут быть эффективно использованы в системах для измерения температуры. Сопротивление термистора определяется следующим выражением:

где RT — сопротивление; А — постоянная, значение ко­торой для разных материалов различно; В — характери­стическая температура прибора; Т — температура, К.

Типичная характеристика   термистора   представлена  на рис. 2.15. Сопоставление характеристик резистивных преобразователей (рис. 2.14) с характеристиками терми­стора позволяет сделать выводы о том, что последние:

1)   являются более крутыми, т. е. температурный ко­эффициент сопротивления у них существенно больше, чем в металлах, по крайней мере в основной части кривой;

2)   падают с увеличением температуры, т. е. темпера­турный коэффициент сопротивления у них отрицательный.

Термисторные преобразователи с отрицательным тем­пературным коэффициентом сопротивления известны больше как NTC-термисторы (negative temperature coefficient). Необходимо заметить, что существуют и термисторы с положительным коэффициентом сопротивле­ния, которые обозначаются как РТС-термисторы (positi­ve temperature coefficient). Последние чаще применяются не для измерения температуры, а, скажем, для преду­преждения перегрева.

Другой и более удобной формулой для описания ха­рактеристики термистора в случае, когда известно его сопротивление R1 при некоторой температуре Т1 явля­ется выражение

R=R1 expB

которое получается путем подстановки в ранее приведен­ную формулу следующего очевидного соотношения:

Термисторы существенно меньше по габаритам, чем металлические резистивные преобразователи, и поэтому они быстрее реагируют на изменение температуры. С дру­гой стороны, небольшие размеры термисторов приводят к тому, что для их самонагрева требуется небольшой ток. Следовательно, можно считать, что ток не влияет на точ­ность измерений.

3. Основные параметры и характеристики оптоэлектронных устройств и приборов.

Билет № 12

1. Метрологическая служба, функции метрологической службы.

По закону РФ “Об обеспечении единства измерений” Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта России и включает:

государственные научные метрологические центры;

органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт - Петербурга.

Госстандарт России осуществляет управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации. На него возложены следующие функции:

межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в Российской Федерации;

представление Правительству Российской Федерации предложений по единицам величин, допускаемым к применению;

установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;

определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;

осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

осуществление контроля за соблюдением условий международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и поверки средств измерений;

руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений;

участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений.

В состав Государственной метрологической службы входят государственные научные метрологические центры, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС), научно-исследовательские институты и около 100 центров стандартизации и метрологии.