Кинематических и электродных систем.

Структурная схема механотронного преобразователя имеет вид:

Механическая величина М, которая поступает на вход механотронного преобразователя, преобразуется в кинематическую величину с помощью кинематической системы (угловые и линейные перемещения), которая в свою очередь элек­тродной системой II в изменение анодного тока или анодного напряжения, т.е. в электрическую величину. Подвижные электроды соединены с герметичной оболочкой механотрона с помощью упругих элементов, в качестве которых могут применяться мембраны, консольные пружины, подвески и другие упругие элементы. Причём в механотронном преобразователе можно выделить два основных звена. Эта кинематическая система содержит упругие элементы, подвижные электроды и другие подвижные детали. Электродная система, которая включает в себя совокупность электродов приборов, причём связь между входной механической величиной и выходной электрической величиной может быть выражена:

Э = η_im • M (1)

Э = η_iu • M (2)

где η_im, η_iu — чувствительности соответственно по току и на­пря­жению.

В
общем случае эти характеристики нелинейные, а наиболее распространённой кинематической системой механотронных преобразователей, применяемых для измерения перемещений и усилий, является система «мембрана – стержень».

Входная механическая величина перемещения α или F подаётся на внешний конец (1), который впаян в мембрану (2), которая является частью герметичной оболочки (3), при этом подвижный электрод – анод (4) укреплён на внутренней стороне стержня, перемещающегося относительно катода (5). Это приводит к изменению анодного тока или напряжения, а, следовательно, и выходного сигнала.

Э
1 — подвижный анод

2 — инерционная масса

3 — плоская пружина

4 — герметичная оболочка

1 — подвижный анод (имеет достаточную массу)

2 — держатель

3 — торсионный подвес

4 — герметичная оболочка

5 — неподвижный электрод
то механотронный преобразователь давления под воздействием изменения давления Р мембрана 1 прогибается, в результате чего происходит перемещение подвижного анода 2 относительно неподвижного 3, жёстко закреплённого в оболочке 4. Такие преобразователи часто называют манотронами.

 

В механотронных схемах наиболее часто применяют системы с продольным и поперечным управлением анодным током.

 

с продольным с поперечным

управлением управлением

При продольном управлении подвижный плоский электрод перемещается вдоль линии электрического поля, так что плоскость электрода остаётся перпендикулярна линиям этого поля.

В механотронных приборах продольного управления используется зависимость анодного тока от расстояния между анодом и катодом (в случае диодной схемы) и расстоянием между сеткой и катодом (в случае катодной схемы). В газоразрядных приборах используется зависимость напряжения на разрядном промежутке от расстояния между электродами.

При поперечном управлении направление перемещения подвижного электрода перпендикулярно линиям электромагнитного поля и на рисунках приведена схемы диодного вакуумного механотрона поперечного управления с подвижным анодом. Здесь управление анодным током осуществляется путём изменения площади перекрытия между анодом и катодом. Наибольшее распространение нашли вакуумные механотронные преобразователи продольного управления анодным током, т.к. они имеют более простую схему и конструкцию, у них достаточно высокая чувствительность и малая требумая мощность.

Общее число электродов у этих механотронов может составлять 2; 3; 4. Чаще используются первые две конструкции.

^ Основные параметры и их характеристики в