Струнные датчики давления.

1.

 

2. При растяжении струны частота ее колебания повышается. При понижении давления натяжение струны падает.

Чтобы преобразовать частоту в струны в электрическую энергию необходимо использовать индуктивный датчик:

Частота определяется резонансной частотой струны.

3.

 

 

1- Струна 1- Возбудитель

2- Мембранная коробка 2- Адаптер

3- Мембрана

 

Конструкция датчиков ПДВ и АДВ.

 

 

Под давлением мембрана прогибается и струна натягивается. То есть, чем выше давление, тем больше собственная частота струны.

1- Схема усилителя

2- Возбудитель

3- Адаптер

4- Стойки

5- Мембрана

 

 

Развертывающие и интегрирующие элементы.

Основаны на явлении, когда некоторый процесс с определенной скоростью проходит определенный путь. Выходная величина – t(Т). Т – период.

Если скорость процесса зависит от входной величины – то интегрирующий.

Если путь процесса зависит от входной величины – то развертывающий.

 

Интегрирующий.

1. датчик скорости

	w=var

 

Скорость вращения вала меняется, а путь постоянен(один оборот), меняется период следования импульсов.

Расходомер со сносом метки.

 

 

Метка создаст неоднородность.

 

 

Труба постоянного сечения. Расход будет определяться скоростью интегрирующего датчика.

 

Развертывающие.

1. датчик перемещения

 

 

Входная величина- перемещение подвижной щетки. Скорость вращения постоянна, а путь меняется.

Если щетка в начале, то импульсы короткие, так как маленькая ширина проводящего участка

1 – Барабан

2 – подвижная щетка

 

Ультразвуковой уровнемер.

.

 

 

1-Источник

2-Приемник

Время прохождения от источника до приемника определяется уровнем жидкости. Чем выше уровень, тем больше время. Отражение от границы сред ультразвуком.

Выходная величина – время.

 

 

Емкостные датчики

 

Емкостные датчики - это параметрические датчики, где выходная величина изменение емкости.

Емкость образуется двумя металлическими обкладками, между которыми размещен диэлектрик.

Изменяя одну из величин получим изменение С.

S – площадь перекрытия пластин.

δ – зазор между пластинами.

ε₀=8.85*10^-12 Ф/м

1) изменяем S

.

 

Емкостный датчик угла поворота имеет неподвижный блок и подвижный блок - пластину. Характеристика линейная. Вид характеристики определяется формой блока подвижных пластин и необходимо определить функциональную зависимость.

Дифференциальный емкостной датчик.

 

 

2) Изменяем δ.

 

Пластины перемещаются параллельно. Характеристика нелинейная, так как δ в знаменателе.

3) Изменение ε_r (диэлектрическая проницаемость среды).

 

 

В зазор между пластинами вводится диэлектрик, => емкость конденсатора меняется. Характеристика является линейной. Для нелинейной характеристики применяют пластины сложной формы.

 

Разновидностью плоского датчика является датчик уровня жидкости:

жидкость диэлектрическая (бензин, керосин, масло). В резервуар опускается конденсатор С_å между обкладками => С_å=С1+С2; ; С2=ε₀ε_r2Вh/δ

С_å будет зависеть от уровня h.

 

Схема включения емкостных датчиков.

 

1)Включение в схему RC-генератора с частотно-зависимой цепью.

 

2)Включение в резонансный контур.

 

Амплитудная характеристика колебательного контура LC, где наблюдается резонанс токов.

 

Генератор выдает колебания определенной частоты и при изменении емкости будет меняться Uвых (fг=const). Если резонансный контур будет включен в схему генератора, то с увеличением емкости будет падать f.

А и В – рабочие точки.

 

3) Включение в мостовую схему.

1- экранированный провод

 

 

4) Метод биений

 

Изменяя С_э добиваемся на выходе «0».

f₁ = f₂; C_х = С_э

Если С_Х дифференциальная емкость, то

5)

С₁ = С₀ + ∆С;

С₂ = С₀ - ∆С;

U_вых =

 

6)

Измерение температуры.

Теоретический диапазон температур: 0 – 10¹² К;

Практический диапазон:1,5 – 10000К или 1,5÷10⁴К.

Разработана международная практическая температурная шкала (МПТШ), по которой установлен ряд контрольных точек.

- точка таяния льда 273.16К=0.01С⁰;

- точка кипения воды 373.15К=100 С⁰;

Выделяют семь шкал (участков)

1.5 ¸ 4 К(супернизкие температуры): их измеряют по давлению паров гелия.

4.2 ¸ 13.8 К(используют полупроводниковые терморезисторы);

13.8 ¸ 273.16 К (платиновый терморезистор);

273.16 ¸ 903.89 К (платиновый терморезистор от 0 до 630 С⁰);

903 ¸ 1337 К (Платина-родий-платина, термопара); 630С⁰÷1063С⁰.

1337 ¸ 2800 К (терометры); 1063⁰С÷2527⁰С

2800 ¸ 100000 (спектральные методы); 2527⁰С→…

 

Для измерения температуры могут использоваться разные датчики расширения, использующие температурное расширение жидких, газообразных и твердых тел.

 

Датчики расширения.

Жидкостный датчик – термометр(ртуть, керосин, спирт);

Индивидуальный выход – шкала. Чаще визуальный отсчет по уровню жидкости в капилляре, но можно и с электрическим выходом(контактный датчик).

Электрический вывод(в стекло вводятся электроды). Если жидкость достигает определенного уровня, то цепь замыкается. Можно делать резистивный датчик, поместив в трубку резистор.

Расширение газов.

 

 

Z.B.(например холодильник) с повышением температуры мембрана расширяется, включая компрессор.

 

Биметаллический датчик.

a1>a2

утюг

 

 

При повышении температуры пластины изгибаются. Разный температурный коэффициент расширения (ТКР).

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: