Емкостные датчики.
У емкостных датчиков входной величиной является линейное или угловое перемещение, а выходной – изменение электрической емкости под действием этого перемещения.
Для датчиков линейного перемещения входной величиной является перемещение Х.
Для датчиков углового перемещения – входной величиной является угол поворота.
Выходной величиной для обоих типов датчиков является изменение эл. емкости.
Находят также применение емкостные датчики цилиндрической формы ( соленоидного типа).
Для датчиков с прямоугольными пластинами конденсатора, регистрирующими линейные перемещения, выражение для чувствительности можно получить из формулы для емкости плоского конденсатора:
где
- диэлектрическая проницаемость среды,
S – активная площадь конденсатора (площадь пластин).
При этом чувствительность равна:
Выражение для чувствительности емкостного датчика с угловым перемещением можно получить на основе формулы:
где S - активная площадь конденсатора при a=0
d – расстояние между подвижными и неподвижными пластинами.
Тогда чувствительность:
Емкость датчика соленоидного типа:
где
х – величина перекрытия внутреннего цилиндра наружным;
r1 – радиус внутреннего цилиндра;
r2 – радиус внешнего цилиндра.
Чувствительность:
Использование емкостных датчиков при частоте питающего напряжения 50Гц и менее невозможно без применения специальных усилителей, т.к. они в этом случае представляют большое сопротивление.
Поэтому такие датчики используются на высоких частотах – 2, 14, 120 кГц.
Недостатки емкостных датчиков:
1. Необходимость усиления выходного сигнала;
2. Большое влияние паразитных емкостей соединительных проводов и монтажа;
3. Потребность в источнике питания специальной формы.
Применение.
Кроме фиксации линейных и угловых перемещений емкостные датчики применяются для контроля местонахождения объектов, охраны помещений, определения линейных размеров при контроле деталей.
Одним из емкостных принципов преобразования является также пьезоэлектрический эффект, при котором изменение измеряемой величины превращается в изменение электростатического заряда или напряжения, возникающих в некоторых материалах при их механическом напряжении. Напряжение образуется под действием сил сжатия, растяжения или изгиба, которые являются измеряемой, величиной и воздействует на чувствительный элемент.
В качестве пьезоэлектрического материала, применяемого в конструкции такого преобразователя:
1.природные кристаллы, такие как кварц.
2.синтетические кристаллы (сульфат натрия).
3.поляризованная ферромагнитная керамика.
Ионизационные преобразователи.
величины в измерения тока ионизации, который протекает между двумя электродами.
Типичный пример использования, ионизационного принципа -
прибор для измерения кислотности раствора определяется
концентрацией в нем положительно заряженных ионов водорода,
называемой водородным потенциалом pH.
Причем pH= - log10[H]
где [H] - концентрация ионов водорода в граммах на литр.
Значение pH=0 для кислотного раствора.
pH=7 для нейтрального раствора (чистой воды).
pH=14 для чистого щелочного раствора.
Фотоэлектрические датчики.
преобразующего элемента.
Фотопроводящее Солнечный
преобразование. элемент.
У ФОТОСОПРОТИВЛЕНИЙ сопротивление является обратной функцией интенсивности облучения. Значение сопротивления при полном облучении = 100-200 Ом, и в полной темноте десятки Ом.
Для изготовления фоторезисторов используется сульфид калия или
селенит калия.
СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ превращают излучаемую эл. маг. ЭНЕРГИЮ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ, Т.Е. В ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.