Тензометрические преобразователи.

Принцип действия основан на тензоэффекте, т.е. способности материалов изменять сопротивление электрическому току под воздействием механических усилий.

 

 

Рисунок 63

 

Тензоэффект характеризуется коэффициентом тензочувствительности:

 S_т =ΔR/ΔL

ΔR – относительное изменение сопротивлению,

ΔL – относительная деформация.

S_т (Ме)=(5-7); 

S_т (п/п)=(10-15)

Металлы обладают меньшим S_т но при этом имеют большую механическую прочность. П/П материалы имеют меньшую механическую прочность.

Тензодатчики конструктивно представляют собой витки выполненные из проволоки соответствующего материала, расположенные на диэлектрической подложке. Конфигурация витков может быть различной в зависимости от вида деформации.

Тензодатчики для измерений могут использоваться, как отдельно взятые элементы, но в большинстве случаев используются в составе мостовой схемы. Возможные варианты применения:

- тензометрические балки, - мембранные тензометрические датчики давления.

 

Фотоэлектрический преобразователь

Принцип действия основан на явлениях внешнего и внутреннего фотоэффектов.

По принципу внутреннего фотоэффекта сопротивление фотоэлемента определяется величиной светового потока:

 

Рисунок 64

 

 

Из анализа формулы видно, что наиболее предпочтительным вариантом изменения светового потока является изменение расстояния - r

Достоинства данной схемы:

- высокая чувствительность,

- быстродействие,

- относительная простота изготовления,

 - надёжность.

Минус заключается в создании необходимых условий работы (запыленность).

 

Трансформаторный преобразователь.

Принцип действия основан на принципе действия трансформатора.

 

 

Рисунок 65

 

В трансформаторном преобразователе первичная обмотка выполнена в виде катушки, а вторичная в виде подвижной рамки.

Измеряемое механическое усилие Р должно создавать крутящий момент, который поворачивает рамку вокруг оси.

Если рамка параллельна базовой линии NN, т.е. α =0, то U_вых =0; Если α =π /2, то U_вых =U_мах

Для получения однозначных результатов, необходимо, чтобы α находился в пределах

0= <α=<π/2

Индуктивный преобразователь.

Принцип действия основан на изменении индуктивности (индуктивного сопротивления) преобразователя при изменении конфигурации магнитопровода под воздействием механических усилий.

 

Рисунок 66

 

Величина индуктивности данного преобразователя определяется положением подвижного сердечника, который приводится во вращательное движение с помощью измеряемого механического усилия.

 

 

Емкостной преобразователь.

Принцип действия основан на изменении величины электрической ёмкости (емкостного сопротивления) под влиянием внешних факторов (см. электрические уровнемеры.)