- •Тема 4.1 Загальні відомості та класифікація перетворювачів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.2 Механічні пружні перетворювачі механічних величин План
- •1. Використання механічних пружніх перетворювачів
- •2. Перетворювачі механічних зусиль
- •3. Перетворювачі параметрів руху
- •4. Механічні пружні перетворювачі з частотним виходом
- •Тема 4.3 Резистивні перетворювачі механічних величин
- •1. Реостатні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола реостатних перетворювачів
- •3. Конструкції реостатних давачів
- •Тема 4.4 Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •2. Вимірювальні кола тензорезистивних перетворювачів
- •3. Класифікація тензорезисторів
- •4. Тензорезистивні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.5 п'єзоелектричні перетворювачі План
- •1. Загальні особливості п'єзоелектричних перетворювачів
- •2. Вимірювальні кола п'єзоелектричних перетворювачів
- •П'єзоелектричні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.6 Ємнісні перетворювачі План
- •1. Принцип дії та використання
- •2. Вимірювальні кола ємнісних перетворювачів
- •Ємнісні перетворювачі механічних величин
- •Тема 4.7 Електромагнітні перетворювачі План
- •1. Індуктивні перетворювачі
- •2. Вимірювальні кола. Індуктивних перетворювачів
- •3. Взаємоіндуктивні перетворювачі
- •4. Вимірювальні кола взаємоіндуктивних перетворювачів
- •5. Магнітопружні перетворювачі
- •6. Індукційні перетворювачі
- •Тема 4.8 Теплові перетворювачі
- •1. Фізичні основи
- •2. Термоелектричні та терморезистивні перетворювальні елементи
- •4. Термоелектричні та терморезистивні перетворювачі температури
- •Контрольні запитання:
- •Тема 4.9 Електрохімічні перетворювачі План
- •1. Фізико-хімічні властивості
- •Електрохімічні резистивні перетворювачі
- •Гальванічні перетворювачі рН-метрів
- •Електрокінетичні перетворювачі
- •Тема 4.10 Гальваномагнітні перетворювачі План
- •1. Основні гальваномагнітні ефекти
- •2. Магніторезистивні перетворювачі
- •Тема 4.11 Перетворювачі оптичного випромінювання
- •1. Основні властивості оптичного випромінювання
- •2. Джерела оптичного випромінювання
- •3. Приймачі оптичного випромінювання
- •Тема 4.12 Стан та перспективи розвитку первинних перетворювачів План
- •1. Первинні перетворювачі з уніфікованим вихідним сигналом
- •2. Перспективи розвитку сенсорної техніки
- •Тема 5.1 Загальні відомості про засоби та методи вимірювань неелектрич-них величин План
- •1. Особливості електричних методів вимірювань неелектричних величин
- •2. Структура засобів вимірювання неелектричних величин
- •3. Контактні та безконтактні методи вимірювань неелектричних величин
- •4. Переваги і недоліки електричних вимірювань неелектричних величин
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.2 Вимірювання геометричних розмірів План
- •1. Вимірювання лінійних та кутових розмірів
- •2. Вимірювання товщини шару покриття
- •3. Вимірювання рівнів
- •4. Вимірювання відстаней між об'єктами
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.3 Вимірювання механічних зусиль План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання механічних напружень
- •3. Вимірювання механічних сил та тиску
- •4. Вимірювання крутних моментів
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.4 Вимірювання параметрів руху твердих тіл План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання параметрів лінійного руху
- •3. Вимірювання параметрів вібрацій
- •4. Вимірювання параметрів обертового руху
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.5 Вимірювання витрат рідин та газів План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання витрат за перепадом тиску
- •3. Витратоміри сталого перепаду тиску
- •4. Об'ємні методи вимірювання витрат
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.6 Вимірювання температури План
- •1. Загальні відомості про вимірювання температури
- •2. Термометрія за допомогою терморезистивних перетворювачів
- •3. Термометрія за допомогою термоелектричних перетворювачів
- •4. Термометрія за випромінюванням тіла
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.7 Вимірювання хімічного складу та властивостей речовин План
- •1. Загальні відомості
- •2. Вимірювання хімічного складу і концентрації рідини
- •3. Аналіз складу газів
- •4. Вимірювання вологості
- •Контрольні запитання:
- •Тема 5.8 Вимірювання параметрів радіації План
- •1. Загальні відомості
- •2. Детектори радіації та їх застосування
- •3. Приклади реалізації детекторів радіації
- •Контрольні запитання:
Тема 4.11 Перетворювачі оптичного випромінювання
План
Основні властивості оптичного випромінювання
Джерела оптичного випромінювання
Приймачі оптичного випромінювання
1. Основні властивості оптичного випромінювання
В основу принципу роботи перетворювачів оптичного випромінювання покладена залежність параметрів потоку оптичного випромінювання від значення перетворюваної величини. Перетворювач оптичного випромінювання (рис.1) має джерело випромінювання, оптичний канал і приймач випромінювання. Вимірювана величина Х1 може впливати на джерело випромінювання безпосередньо, змінюючи параметри випромінюваного потоку Ф1, як, наприклад, у перетворювачах фотоелектричних пірометрів, де інтенсивність світлового потоку і спектральний розподіл інтенсивності є функціями вимірюваної температури тіла. Найчастіше вимірювана величина Х2: впливає на параметри оптичного каналу, викликаючи зміни його пропускання, поглинання або розсіювання, що призводить до зміни інтенсивності світлового потоку, який сприймається приймачем випромінювання
Рис. 1 – Структурна схема перетворювача оптичних випромінювань
Рис. 2 – Оптичний діапазон електромагнітних хвиль
Інфрачервоне випромінювання чинить теплову дію і значно меншою мірою - фотоелектричну і фотохімічну дію.
Випромінювання видимої ділянки спектра дає змогу нам бачити всю різноманітність навколишнього світу і має значні фотоелектричні і фотохімічні дії.
Ультрафіолетове випромінювання є невидимим, але значною мірою може сприйматись найрізноманітнішими приймачами випромінювань.
Для повітря показник заломлення п= 1,0003, тому швидкість поширення оптичного випромінювання в атмосфері майже не відрізняється від швидкості поширення випромінювання в вакуумі.(с=2,998 10 м/с)
2. Джерела оптичного випромінювання
В оптичних випромінювальних перетворювачах як джерела випромінювання використовуються лампи розжарення, газорозрядні лампи, лазери і світло діоди
Основними характеристиками джерел випромінювання є характер свічення (неперервний або імпульсний), спектральний склад випромінювання, інтенсивність випромінювання, споживна потужність і габарити.
3. Приймачі оптичного випромінювання
Приймачі оптичного випромінювання поділяються на теплові та фотоелектричні. В теплових приймачах енергія випромінювання перетворюється в теплову енергію, а потік в електричний сигнал або зміну електричного опору. Це відповідно термоелементи та болометри. Термоелемент - це диск із затемненою поверхнею, на якому поміщено „гарячий” спай термоелектричного перетворювача температури. Якщо випромінювання потрапляє на затемнену поверхню диска, він нагрівається до температури, при якій встановиться тепловий баланс між кількістю поглинутого тепла і тепла, розсіяного диском в довкілля через теплопровідність, конвекцію, випромінювання. ЕРС термопари є мірою випромінювання, що падає на приймальну площину. Коефіцієнт поглинання затемненої поверхні практично дорівнює одиниці в діапазоні від ультрафіолетового до інфрачервоного випромінювання, тому вихідна величина такого приймача пропорційна інтегральній потужності випромінювання. Для зменшення конвективних втрат перетворювач поміщають у вакуум, що дає збільшення чутливості приблизно у 10 разів.
Фотоелектричні приймачі поділяються на фотоприймачі із зовнішнім і внутрішнім фотоефектом. Принцип дії фотоелементів із зовнішнім фотоефектом полягає в тому, квант світла, досягаючи чутливої поверхні фотокатода, викликає емісію фотоелектронів, які під дією зовнішнього електричного поля створюють фотострум. Значення фотоструму залежить від матеріалу фотокатода і параметрів світлового потоку (інтенсивність, спектральний склад).
Внутрішній фотоефект супроводжується переходами електронів і дірок всередині напівпровідника із зв’язаних станів без виходу їх назовні. Розрізняють два прояви внутрішнього фотоефекту. Перший-в результаті появи вільних носіїв заряду змінюється опір напівпровідника-це фоторезистори. Другий-виникнення фото-ЕРС на межі двох матеріалів, що контактують. Це генераторні фотоелементи.
Контрольні запитання:
Основні властивості та принцип дії перетворювачів оптичного випромінювання.
Джерела оптичного випромінювання та їх характеристики.
Приймачі оптичного випромінювання. Їх різновидність.