 |
Дифференциальный емкостный датчик
|
|
|
|
2) Изменяем зазора δ.
Пластины перемещаются параллельно. Характеристика нелинейная, так как δ в знаменателе формулы.
3) Изменение εr (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, где жидкость диэлектрическая (бензин, керосин, масло). В резервуар опускается конденсатор Сå между обкладками
Сå=С1+С2; 
; С2=ε0εr2Вh/δ
Сå будет зависеть от уровня h.
Схемы 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 частота.
А и В – рабочие точки.
3) Включение в мостовую схему.
4) Метод биений
Изменяя Сэ, добиваемся на выходе «0».
f1 = f2; Cх = Сэ
Если СХ дифференциальная емкость, то
5)
С1 = С0 + ∆С;
С2 = С0 - ∆С;
Uвых = 
6)
Лекция № 7
Измерение температуры
Температурой называется статистическая величина, характеризующая тепловое состояние тела и пропорциональная средней кинетической энергии молекул тела. За единицу температуры принимается кельвин (К). Температура может быть представлена в градусах Цельсия (
С). Нуль шкалы Кельвина равен абсолютному нулю, поэтому все температуры по этой шкале положительные. Температуру измерить непосредственно нельзя. Её определяют косвенно – по изменению физических свойств различных тел.
|
|
|
Практический диапазон: 1,5 ÷104 К.
Разработана международная практическая температурная шкала (МПТШ -68), по которой установлен ряд реперных точек:
0 К– абсолютный нуль;
13,81 К – тройная точка водорода;
20,28 К – точка кипения водорода;
27,102 К – точка кипения неона Ne;
54,36 К – тройная точка кислорода;
90,188 К – точка кипения кислорода;
273,15 К – тройная точка воды;
373,15 К – точка кипения воды;
692,73 К – точка затвердения цинка;
1235,08 К – точка затвердения серебра;
1337,58 К – точка затвердения золота.
Выделяют семь шкал (участков)
(1.5 ¸ 4,2) К (супернизкие температуры): их измеряют по давлению паров гелия.
(4.2 ¸ 13.8) К (полупроводниковый терморезистор);
(13.8 ¸ 273.16) К (платиновый терморезистор);
(273.16 ¸ 903.89) К (платиновый терморезистор);
(903,89 ¸ 1337) К (платинародий-платиновая термопара);
(1337 ¸ 2800) К (пирометры);
(2800 ¸ 100000) (спектральные методы).
Для измерения температуры могут использоваться разные датчики расширения, использующие температурное расширение жидких, газообразных и твердых тел.
Расширение жидкостей
Жидкостный датчик – термометр (ртуть, керосин, спирт);
Индивидуальный выход – шкала. Визуальный отсчет по уровню жидкости в капилляре, но возможен и электрический выход (контактный датчик).
Если жидкость ртуть (Hg) достигнет определенного уровня, то цепь замкнется. Можно делать резистивный датчик, поместив в трубку резистор.
Расширение газов
Расширение металлов
Биметаллический датчик
a1>a2
При повышении температуры контактная группа из пластин инвара и латуни изгибаются и размыкается цепь из-за разного температурного коэффициента расширения (ТКР) пластин.
|
|
|
Дилатометрическое реле температуры
Диапазон измерения температуры: -20°С 
+40°С.
Струнный датчик температур
Частота генератора будет определяться натяжением струны.
Терморезистор
Терморезисторы могут быть металлическими или полупроводниковыми.
Входная величина – температура.
Выходная величина – изменение сопротивления от температуры.
Металлические терморезисторы:
- платиновые термометры сопротивления (ТСП)
(-200 + 650) 0С
R=R0 [1+At+Bt2+C (t-100)*t3],
где
A=4*10-3; B= - 6*10-7; C=4*10-12;
R0- сопротивление при 00 С;
- медные термометры сопротивления (ТСМ) (-50 +180) 0 С
RT=R0 (1+Аt)
Конструкция:
Трубка выполнена из нержавеющей стали. Коробка с крышкой и клеммами для подключения датчика с помощью соединительных проводов.
Полупроводниковые терморезисторы
Конструкции:
RT=А е В/T
Диапазон (- 60.. +125) 0С
Недостаток: большой разброс параметров.
Марки: - старые обозначения: ММТ, КМТ;
- новые обозначения: PТ – резистор термозависимый.
Достоинства: повышенная чувствительность и могут использоваться для температурной компенсации разогрева холодных спаев термопары.
|
|
|
