1. Введение Основные термины и определения icon

1. Введение Основные термины и определения



Назва1. Введение Основные термины и определения
Дата конвертації30.12.2012
Розмір210.82 Kb.
ТипДокументи
джерело
1. /KONSPEKT/Копия Часть15.doc
2. /KONSPEKT/Полный конспект 2005.doc
3. /KONSPEKT/ЧАСТЬ12.DOC
4. /KONSPEKT/ЧАСТЬ1_2.DOC
5. /KONSPEKT/ЧАСТЬ3.DOC
6. /KONSPEKT/ЧАСТЬ4.DOC
7. /KONSPEKT/ЧАСТЬ5_6.DOC
8. /KONSPEKT/ЧАСТЬ7.DOC
9. /KONSPEKT/Часть13_14.DOC
10. /KONSPEKT/Часть8_11.DOC
Коммутаторы аналоговых сигналов
1. Введение Основные термины и определения
12. инструментальные усилители
1. Введение Основные термины и определения
3. Преобразователи напряжения в ток (пнт)
4. активные фильтры
5 Идеальный однополупериодный выпрямитель
7. Интегральный четырехквадрантный перемножитель напряжения
13. методы Измерения параметров жидкостей и газов
8. Цифро-аналоговые преобразователи Классификация цап

1.Введение

1.1.Основные термины и определения


В настоящее время неотъемлемой частью любой технической системы являются измерительные преобразователи. По терминологии Оксфордского университета под измерительным преобразователем понимается прибор или устройство, которое значению входной физической величины электрической или неэлектрической природы ставит в однозначное соответствие значение выходной величины.

Выделяют два класса измерительных преобразователей:

  • маломощные (информационные);

  • силовые (исполнительные устройства).

Обобщенная структура системы управления может быть представлена в виде:



На рис. 1.1 приняты следующие обозначения:

Д — датчик;

ИПi — измерительный преобразователь i = 1  2;

БССi — блок согласования сигнала i = 1  4;

ЛСi — линия связи i = 1  2;

И — индикатор;

Р — регулятор;

ИУ — исполнительное устройство;

н у — начальные условия.

Измеряемая величина — подлежащая измерению физическая величина неэлектрической (ускорение, сила, перемещение, расход, влажность и т.д.) или электрической (напряжение, ток, мощность, частота) природы. Измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал, пригодный для использования в других частях системы.

Измерительный преобразователь — в системах, использующих для передачи информации электрические сигналы, рассматривается как электронное устройство.


Входной преобразователь — устройство, преобразующее входную измеряемую физическую величину, как правило, неэлектрической природы в изменение электрического параметра (сопротивления, емкости, тока, заряда, напряжения). Часто данное устройство называется датчиком. Различают пассивные преобразователи, которые при своей работе используют энергию измеряемой физической величины, и активные преобразователи, для работы которых необходимо наличие внешнего источника энергии.

Линии связи — это каналы передачи информации между объектовой и терминальной частями системы. В качестве каналов могут быть использованы электрические линии связи, ультразвуковой, радио или оптический каналы.

Регулятор — прибор, относящийся к классу компарирующих в смысле сравнения текущих значений измеряемой физической величины с ее заданным или желаемым значением. Регулятор вырабатывает сигналы, соответствующие управляющим решениям.

Исполнительное устройство (силовой измерительный преобразователь) — устройство, воздействующее на физические параметры управляемого объекта с целью получения заданного качества протекания процессов.

Максимально допустимая измерительная погрешность — отклонение между истинным и измеренным значениями физической величины. Выражается в процентах по отношению к максимальному значению измеряемой величины на данном пределе измерения и определяет класс точности измерительного преобразователя (прибора).

Разрешающая способность — наибольшая точность, с которой можно произвести измерения. Определяется характеристиками отсчетного устройства индикатора.

Чувствительность — характеризуется масштабным коэффициентом, который определяется отношением изменения выходной величины измерительного преобразователя к вызвавшему его изменению входной величины. Увеличение масштабного коэффициента соответствует повышению чувствительности прибора.

Линейность преобразователя (см. рис. 1.2) — характеризует пропорциональность изменения входной (X) и выходной (Y) величин во всем диапазоне измерения. Линейность преобразователя определяется статической передаточной характеристикой. Под статической передаточной характеристикой понимается зависимость выходной величины измерительного преобразователя от медленно меняющейся входной величины.

Для измерительных преобразователей с гистерезисным видом передаточной характеристики о линейности преобразования можно говорить лишь для средних или действующих значений измеряемой величины.

Повторяемость значений для преобразователей с безгистерезисной передаточной характеристикой предполагает, что одним и тем же значениям входного измеряемого параметра соответствуют одни те же значения выходного. Однако в процессе эксплуатации измерительного преобразователя в силу воздействия дестабилизирующих факторов внешней среды (температуры, излучения, старения элементов и т. д.) повторяемость значений может нарушаться. При этом преобразователь должен быть подвергнут тарировке (настройке и регулировке с целью восстановления однозначности показаний).

Временной отклик преобразователя — характеризует реакцию выхода преобразователя на скачкообразное изменение измеряемой величины. На рис. 1.3 изображены основные величины, характеризующие переходный процесс.

t0 — начальный момент времени;

t1-t0 — время запаздывания;

t2-t0 — время нарастания;

t3-t0 — время установления.

Скорость нарастания выходной величины

 =.

Полоса пропускания преобразователя — область частот входного сигнала, в диапазоне которого значение чувствительности изменяется не более, чем это допустимо по техническим условиям. Полоса пропускания связана со временем отклика преобразователя. На практике могут использоваться преобразователи, имеющие преднамеренно большую или малую инерционность.

1.2.Условия внешней среды и надежность работы
измерительных преобразователей

Условия внешней среды


Условия внешней среды оказывают большое влияние на выбор конструктивного исполнения измерительного преобразователя. Большинство измерительных преобразователей используется в условиях, далеких от идеальных. Стандартные значения комнатной температуры, влажности и давления редко встречаются в промышленности, и поэтому при выборе преобразователя должно быть известно, в состоянии ли он функционировать точно или, по крайней мере, в установленных пределах точности во всех возможных внешних условиях. Каждый из внешних дестабилизирующих факторов оказывает отдельное влияние на конструкцию преобразователя.

Так, например, по температуре окружающей среды измерительное оборудование подразделяется на

  • лабораторное 0…40 оС;

  • промышленное –40…+60 оС;

  • специальное –50…+70 оС.

По влажности измерительное оборудование подразделяется на

  • пылезащищенное;

  • брызгозащищенное;

  • влагозащищенное;

  • герметичное.

Кроме перечисленных факторов на работу измерительных преобразователй могут оказывать неблагоприятное воздействие также:

  • агрессивные внешние среды;

  • электрические и магнитные поля;

  • ионизирующее излучение;

  • механические воздействия и т. д.

Надежность


Надежность — это способность преобразователя выполнять свои информационные функции в течение требуемого промежутка времени при заданных условиях эксплуатации. Нарушение информационных функций преобразователя называется отказом. Основными типами отказов являются следующие:

  • внезапные отказы — компоненты отказывают без предупреждения, их нельзя предсказать;

  • постоянные отказы — можно предсказать, если поверка показывает периодичность рассогласования установленных и действительных результатов измерений;

  • частичные отказы — характерны тем, что преобразователь еще работает, хотя результаты его поверки находятся вне установленных допусков;

  • полные отказы — характеризуются невозможностью выполнять предписанные преобразователю функции;

  • катастрофические отказы — являются внезапными и полными;

  • деградационные отказы — являются постепенными и частичными.

Если существует вероятность возникновения отказа определенного компонента, оценить его безотказную ра­боту можно с помощью среднего времени между отказами (mean time between failure — MTBF), которое опреде­ляется для множества идентичных компонентов следующим образом:



Если компоненты преобразователя являются невосстанавливаемыми, то вероятность появления отказов характеризуется средним временем до отказа (mean time failure — MTTF), причем

MTTF =

Долговечность компонентов иногда представляют графически в виде ваннообразной кривой, названной так из-за ее формы (рис. 1.4). Три различные области отчетли­во просматриваются на этом рисунке. Когда компонент только вводится в эксплуатацию, частота возникновения отказов является весьма высокой. Отказы в течение этого периода (часто называемого периодом выжигания) называются ранними отказами. Далее следует период, называемый периодом полезной работы, в течение кото­рого отказы возникают реже с достаточно постоянной час­тотой. Во время периода износа заканчивается период полезной работы компонента, и поэтому частота появления отказов снова возрастает. Такие отказы называются износовыми.

Экономические факторы


Использование высокой технологии кремниевых изделий резко сокращает стоимость всех электронных систем, создавая дополнительные преимущества в виде более высокой надежности, простоты обслуживания и общего сокращения габаритов. Наряду с этим постоянно совершенствуется технология изготовления преобразователей. Современные приборы выполняются в одном корпусе со схемами формирования сигнала и улучшенными характеристиками по отношению к своим прототипам. Поэтому они позволяют создавать более дешевые измерительные системы, если принимать во внимание наличие схем формирования сигнала в преобразователях.

В настоящее время интеграция схем формирования сигнала продолжается вплоть до создания преобразователей с цифровым выходом, полностью кодированным сиг­налом, пригодным для непосредственного соединения с микроконтроллерами и подобными устройствами (например, интегральные термометры DS1620, DS1820). Тем не менее, всегда найдутся аргументы в пользу аналоговых измерительных приборов, поскольку цифровые системы, как правило, не дешевле аналоговых, и будут существовать такие области применения, где аналоговую технику нельзя заменить цифровой.

Для пользователя стоимость системы является немаловажным фактором, и его следует иметь в виду, поскольку возможно большое число решений для каждого рассматриваемого элемента. Чтобы принять лучшее решение, инженер должен рассмотреть все возможные альтернативы — цифровые, аналоговые, цифро-аналоговые и проанализировать возможные варианты систем с учетом их стоимости.

Если, например, система может выполнять заданные функции только при наличии высокоточных, высоконадежных и высокочувствительных преобразователей (которые будут, вне сомнения, также и дорогими), то стоимость оставшейся части измерительной системы должна быть мала по сравнению со стоимостью преобразователей. С другой стороны, если требования к преобразователям невысокие и их немного, то можно использовать некоторые упрощенные типы преобразователей, и в этом случае стоимость системы будет определяться в большей степени стоимостью оставшейся части, а не самих преобразователей.

2.Принципы преобразования
неэлектрических измеряемых величин


В измерительных приборах преобразующий элемент основан на определенном физическом принципе, который связан с электрическими характеристиками устройства так, что изменение измеряемой величины влечет за собой изменение этих характеристик. Изменения в электрических характеристиках создают электрический сигнал, зависящий от измеряемой величины.

2.1.Емкостные датчики


Емкостные преобразующие элементы превращают изменение измеряемой величины в изменение емкости. Конденсатор формируется из двух пластин, разделенных слоем диэлектрика. Пластины могут иметь различную геометрическую форму. Емкость плоского конденсатора определяется из выражения:

С = , (2.1)

где  — диэлектрическая проницаемость;

S — площадь поверхности пластины;

X — расстояние между пластинами (рис. 2.1).

При построении емкостных датчиков в качестве изменяемого параметра можно использовать изменение площади пластин (датчики угла на основе конденсатора переменной емкости), расстояния между пластинами (датчики перемещения) и диэлектрической проницаемости среды (датчики уровня, влажности и т. д.).

Для преобразования информации с выхода емкостного датчика могут использоваться мостовые или компенсационные схемы измерения емкости, а также схемы преобразования емкости в частоту на основе автогенераторов.

2.2.Пьезоэлектрические датчики


Одним из емкостных принципов преобразования, требующим специального рассмотрения, является пьезоэлектрический эффект (рис.2.2). При осуществлении механического воздействия на пьезоэлектрический материал (сдавливания, растяжения или изгиба) на поверхности материала возникает электрическое напряжение, вызванное перемещением пьезоэлектрического заряда с одной поверхности на другую. Информационным выходом пьезоэлектрического датчика может быть либо величина перетекающего заряда, либо выходное напряжение. Реакция пьезоэлектрического датчика возникает лишь при изменении вектора приложенного усилия.

Чтобы воспринять изменение заряда или напряжения, к пьезоэлектрическому материалу подсоединяют две металлические пластинки, которые фактически образуют пластины конденсатора, емкость которого определяется как

С = , (2.2)

где Q — заряд;

U — напряжение.

Для преобразования информации с выхода таких датчиков используются усилители заряда или усилители со сверхвысокими значениями входного сопротивления.

В качестве пьезоэлектрического материала, применяемого в конструкции преобразователя, используются:

  • природные кристаллы (кварц, сегнетова соль);

  • искусственные кристаллы (сульфат лития Li2SO4);

  • поляризованная ферромагнитная керамика (цирконат-титанат бария).

2.3.Электромагнитные датчики


При построении электромагнитных датчиков используются два основных принципа:

  • принцип электромагнитной индукции (ЭМИ);

  • принцип изменения магнитного сопротивления цепи.

Электродвижущая сила (ЭДС) генерируется в проводнике, когда его пересекает переменное магнитное поле. И наоборот, когда проводник движется в магнитном поле, вдоль него генерируется ЭДС (рис. 2.3), определяемая законом ЭМИ:

Е = –, (2.3)

где — скорость изменения потокосцепления.

Под потокосцеплением понимается магнитный поток, связанный с проводником или катушкой.

Датчик ЭМИ показан на рис. 2.3, где самоиндукция катушки меняется в зависимости от изменения измеряемой величины x. Изменение ЭДС самоиндукции может быть осуществлено путем движения ферромагнитного сердечника внутри катушки или путем внесения катушки с неподвижным сердечником во внешнее меняющееся поле.

Датчики на основе дифференциальных трансформаторов




Преобразование магнитного сопротивления показано на рис. 2.4, на котором цепь сопротивлений между двумя или более катушками (или отдельными частями одной или нескольких катушек) изменяется в зависимости от вариации измеряемой величины. Когда к системе катушек прикладывается переменное напряжение, изменение измеряемой величины трансформируется в изменение выходного напряжения. Использование в качестве выходной величины таких датчиков собственно индуктивности не применяется, поскольку конструктивно тяжело реализовать датчик, у которого индуктивность линейно зависела бы от измеряемой величины. Выходными сигналами с таких датчиков являются, как правило, ток или напряжение.

Другим вариантом датчика на основе трансформатора магнитного сопротивления является устройство, показанное на рис. 2.5. Ток в цепи катушки будет меняться в зависимости от ширины магнитного зазора сердечника, который, в свою очередь, изменяется при вращении шестеренчатого диска.

2.4.Электромеханические датчики


Электромеханические преобразователи выпускаются в разном исполнении, но все они выполняются в форме механического контактного устройства, работающего под действием изменяющейся физической величины, измерение которой и осуществляется. В качестве чувствительного элемента датчика обычно используется биметаллическая пластина, реализованная из двух материалов, имеющих различный коэффициент линейного расширения.

При воздействии температуры пластина меняет форму, что может быть использовано для построения контактного датчика. Когда значение измеряемой величины превышает точку переключения, контакт размыкается или замыкается, вследствие этого в замкнутой или разомкнутой электрической цепи формируется выходной сигнал преобразователя. Различают датчики прямого нагрева (тепловая энергия выделяется непосредственно в пластине) и косвенного нагрева. Такие датчики широко применяются в простейших терморегуляторах, автоматах защиты действующего значения тока. Биметаллические преобразователи также используются в термометрах с невысокой точностью. Электромеханические преобразователи являются, как правило, цифровыми (дискретными), поскольку их контакты могут быть лишь в двух положениях и представляют собой элемент релейного типа.

2.5.Ионизационные датчики


Ионизационные датчики преобразуют изменение измеряемой величины в изменение тока ионизации, который протекает, например, через жидкость между двумя электродами (рис. 2.7).

Типичным примером использования ионизационного принципа является прибор для измерения кислотности раствора. Ионизационные датчики представляют собой две пластины, выполненные из инертного материала (P+), обернутые в желатиновую оболочку и опущенные в раствор, для которого необходимо определить кислотность. Степень кислотности раствора определяется концентрацией в нем положительно заряженных ионов водорода, называемой водородным потенциалом (более известного в виде аббревиатуры PН), причем

РН = – log10[Н+], (2.4)

где [Н+] — концентрация ионов водорода [грамм / литр].

PН = 0 для чисто кислотного раствора;

PН = 7 для нейтрального раствора;

PН = 14 для чисто щелочного раствора.

Типичный PН-зонд имеет электроды с известным значением водородного потенциала, находящиеся в желатине. Они формируются специальной стеклянной мембраной, которая находится в контакте с раствором, значение PН которого измеряется. Разность потенциалов между двумя электродами отражает значение PН раствора (около 59мВ на единицу PН).

2.6.Фотоэлектрические датчики


Фотоэлектрическими являются первичные измерительные преобразователи, которые реагируют на электромагнитное излучение, падающее на поверхность преобразующего элемента. Излучение может быть видимым, то есть световым, и невидимым в зависимости от длины волны. Известны четыре основных типа фотоэлектрических преобразователей:

  • фотопроводящие преобразователи (фотосопротивления);

  • фотогенерирующие преобразователи (солнечные элементы);

  • фотоумножители;

  • фототранзисторы.

Фотопроводящие преобразователи


Эти преобразователи превращают изменение измеряемой величины в изменение сопротивления используемого материала (рис. 2.8). Они используют изменение электропроводности чистого полупроводникового материала при попадании на поверхность материала оптического излучения. В качестве материала для фотосопротивлений обычно используют селен (Se), поскольку он обладает меньшей работой выхода, и фотосопротивления получаются с большими значениями коэффициента чувствительности. Особенностью фотосопротивлений является нелинейный характер зависимости сопротивления от величины падающего потока.

Несмотря на то, что используемые материалы являются полупроводниковыми, фотопроводящие преобразователи не всегда являются полупроводниковыми приборами, поскольку они не имеют переходов между различными типами полупроводников. Такие преобразователи называются пассивными, то есть нуждаются во внешнем питании. Зачастую их название характеризует тип используемого преобразования, например, светочувствительные резисторы.

Сопротивление материала является функцией плотности основных носителей заряда, и так как плотность увеличивается с возрастанием интенсивности излучения, проводимость возрастает. Поскольку проводимость обратно пропорциональна сопротивлению, можно заключить, что сопротивление является обратной функцией интенсивности облучения. Значение сопротивления при полном облучении составляет, в общем случае, 100…200 Ом, а в полной темноте это сопротивление составляет порядка МОм.

Фотогенерирующие преобразователи


Солнечные элементы представляют собой фотоэлектрические преобразователи, которые превращают поглощаемую электромагнитную энергию в электрическую. Изменение интенсивности излучения преобразуется в изменение выходного напряжения (рис. 2.9). Они используют эффект генерации пар носителей в зоне обыкновенного или вырожденного p-n перехода.

Конструкция преобразователя включает в себя слои фоточувствительного высокоомного материала, размещенного между двумя проводящими электродами. Один из электродов выполнен из прозрачного материала, через который проходит излучение и попадает на фоточувствительный материал. При полном освещении один элемент вырабатывает выходное напряжение между электродами около 0,5 В.

Фотоумножители


Фотоумножители — это приборы, использующие свойство лавинообразной вторичной эмиссии электронов под действием ускоряющего электрического поля. Они обладают очень высокими значениями коэффициентов чувствительности. Применяются для регистрации слабых оптических излучений.


Фототранзисторы


Фототранзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, управление которыми производится по оптическому каналу. Фототранзистор отличается от обычного полупровод­никового триода тем, что он выполняется в прозрачном корпусе, который пропускает световое излучение. Свет, падающий на переход коллектор-база фототранзистора (p-n переход с отрицательным смещением), вызывает в базе фототок, который усиливается с коэффициентом усиления транзистора, что приводит к весьма большому току эмиттера.

Ток эмиттера фототранзистора определяется из следующего соотношения:

IЭ = (1 + hФ)IФ, (2.5)

где hФ — коэффициент усиления транзистора по постоянному току;

IФ — фототок базы.

2.7.Резистивные датчики


Большим классом измерительных преобразователей являются резистивные преобразователи, принцип действия которых основан на преобразовании значения измеряемой величины в изменение сопротивления. Это преобразование может быть вызвано различными эффектами в преобразующем элементе, например, нагреванием или охлаждением, механическим напряжением, воздействием светового потока (как в фотопроводящих преобразователях), увлажнением, осушением, механическим перемещением контактной щетки реостата.

Выделяют три вида резистивных датчиков:

  • потенциометрические датчики;

  • тензодатчики;

  • термосопротивления.

Потенциометрические датчики


Одним из вариантов резистивного преобразователя является потенциометрический преобразователь, в котором изменение измеряемой величины преобразуется в изменение отношения напряжений вследствие изменения положения контактной щетки на резистивном материале (рис 2.11). Определенный механический элемент преобразует изменение измеряемой величины в перемещение щетки.



Потенциометр, изображенный на рис. 2.11, можно представить в виде эквивалентной электрической схемы, представленной на рис. 2.12. Его выходное напряжение определяется выражением

UR = U. (2.6)

Когда прикладываемое на вход прибора напряжение является постоянным и измеряемое значение определяется положением щетки потенциометра, выходное напряжение является функцией измеряемой величины. Некоторые преобразователи имеют непроволочные сопротивления, такие, как металлокерамическая подложка или проводящая пластиковая пленка. Встречаются потенциометры, в которых полный диапазон изменения положений щетки равен 270°, в то время как другие конструкции имеют диапазон в 10 или даже 20 полных оборотов (3600о или 7200°).

Тензодатчики и термосопротивления


Поскольку сопротивление проводника определяется соотношением

R = , (2.7)

где  — удельное сопротивление материала;

L — длина проводника;

S — площадь сечения проводника,

сопротивление может изменяться при любом колебании измеряемой величины, которая влияет на один или несколько входящих в это выражение аргументов.

Приведенная зависимость используется в тензодатчиках. Тензодатчики представляют собой тонкопленочный резистор, при механическом воздействии на который меняется величина его активного сопротивления за счет изменения сечения или длины резистивного слоя. Тензорезисторы используются при измерениях момента, веса и в других измерениях, связанных с изменением механической напряженности конструкций.

Сопротивление иногда также изменяется при колебании температуры (термосопротивления). Для металла это изменение имеет линейную зависимость:

R = R0(1+to), (2.8)

где R0 — сопротивление при исходной температуре;

to — изменение температуры;

 — температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

В качестве материалов для изготовления металлических терморезисторов наиболее часто используются медь и платина. Типичными номиналами сопротивлений датчиков при 0оС являются 50 и 100 Ом. Учитывая, что ТКС меди и платины близки, можно считать, что 50-омные датчики изменяют свое сопротивление примерно на 0,2 Ом/оС, а 100-омные — на 0,4 Ом/оС. Эта зависимость может быть использована для определения сопротивления датчика при интересующей температуре.

При использовании в качестве материала, из которого изготовлен терморезистор, полупроводника, за счет увеличения подвижности носителей с повышением температуры ТКС будет иметь отрицательное значение. В общем случае зависимость сопротивления полупроводниковых терморезисторов от температуры нелинейна, поэтому они, чаще всего, используются в приборах компарирующего типа.

На рис. 2.14 представлены графики зависимости сопротивления от температуры при различных значениях ТКС.

 — постоянные резисторы,  = 0;

 — терморезисторы с отрицательным ТКС  < 0;

 — металлические терморезисторы  > 0.

2.8.Полупроводниковые датчики


В качестве простейшего полупроводникового датчика обычно используется p-n переход, конструктивно исполненный в виде полупроводникового диода. При этом p-n переход может использоваться в качестве детектора различных воздействий окружающей среды: температуры, оптического или жесткого излучения и т. д.

В режиме прямого смещения p-n перехода прямое падение напряжения при фиксированном протекающем токе снижается линейно с коэффициентом пропорциональности примерно 2 мВ/оС:

В режиме обратного включения зависимость обратного тока от температуры нелинейна, поэтому в таком режиме p-n переход используется в приборах компарирующего типа.

Датчиками оптического инфракрасного и ультрафиолетового диапазона p-n переход является в составе фотодиода, датчиком жесткого излучения — в режиме обратного включения при лавинном пробое.

2.9.Датчики Холла


Датчики Холла используют свойство воздействия магнитного поля на направленно движущиеся заряженные частицы. Когда проводник с протекающим по нему током по­мещается в магнитное поле так, что направление тока оказывается перпендикулярным магнитным силовым линиям, образуется поперечное электрическое поле, напряженность которого пропорциональна произведению плотности магнитного потока на силу электрического тока. Этот эффект возникает в проводниках, однако наиболее существенен он в полупроводниках, где известен под названием эффекта Холла, На рис. 2.16 показана полупроводниковая пластина, к которой приложено магнитное поле с индукцией B, перпендикулярное протекающему через нее току I, и возникающее при этом электрическое поле с напряженностью E. Отношение между магнитной индукцией, током и напряженностью электрического поля определяется следующим образом:

E = KBI, (2.9)

где K — коэффициент пропорциональности; зависит от геометрии проводника.

Эффект Холла используется во многих типах преобразователей, предназначенных для измерения магнитного поля, а также в бесконтактных переключающих приборах.

2.10.Счетчики Гейгера


Счетчики Гейгера используются в качестве детекторов интенсивности ионизирующих излучений. Конструктивно они представляют собой газонаполненный цилиндр, внутри которого расположена осевая проволока, являющаяся одним из электродов. Другим электродом служит боковая поверхность цилиндра, представляющая собой трубку. На электроды подается внешнее напряжение, которое создает в газе напряженность электрического поля, близкую к критической. При попадании в объем газа кванта ионизирующего излучения происходит лавинообразный разряд между электродами. Информацией об интенсивности потока ионизирующего излучения может служить либо частота разрядов, либо суммарный ток, протекающий в цепи счетчика.

2.11.Термоэлектрические преобразователи


Термоэлектрические преобразователи при своей работе используют эффект Зеебека, который заключается в том, что при создании контура из разнородных металлов (например, платина и платинородий) в нем возникает ЭДС, зависящая от разности температур между холодным и горячим спаями.

Термоэлектрический преобразователь больше известен под названием термопары, в которой зонд состоит из двух спаев. Один из них размещается в точке, где производится измерение температуры, а второй — в точке опорной температуры (рис.2.18). Разность потенциалов U1 – U2 образуется между двумя спаями (известна как контактная разность потенциалов), зависит от температуры спаев и измеряется вольтметром. Таким образом, показания вольтметра отображают разность температур между спаями.

На практике не так просто достигнуть необходимой точности температурных измерений с помощью термопар, как это может показаться из приведенных выше рассуждений, поскольку соединение вольтметра с термоэлектрической схемой само по себе образует новый спай в схеме. Кроме того, объект, температура которого измеряется, может находиться на некотором расстоянии от вольтметра, что затрудняет процесс формирования стабильной опорной температуры.

Для достижения максимальной точности применяются специальные таблицы наиболее распространенных типов термопар, в которых разность температур (обычно по отношению к опорной температуре 0°С) сопоставляется со значениями генерируемой ЭДС. Наиболее типичные термопары перечислены в табл. 2.1, где указаны также английские стандарты, в соответствии с которыми они изготовлены

Таблица 2.1

Наиболее употребительные материалы стандартных термопар

Тип

Номер английского стандарта
Материалы термоэлектрической пары

Е




Никель 90 %

Хром 10%

Константан (57 % меди, 43 %

никеля)

I

ВS1828

Железо

Константан

К

ВS1827

Никель 90,%,

Хром 10 %

Никель 94 %, марганец 3 %,

алюминий 2 %, кремний 1 %

R

ВS1826

Платина

Платина 87 %, родий 13 %

S

ВS1826

Платина

Платина 90%, родий 10%

Т

ВS1818

Медь

Константан





Схожі:

1. Введение Основные термины и определения iconЛекция «Основные понятия баз данных» 4 семестр Определения

1. Введение Основные термины и определения iconМуниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
Основные термины и понятия основной образовательной программы начального общего образования
1. Введение Основные термины и определения iconУрок химии (7- й класс)
Основные понятия и термины: химия, алхимия, философский камень, вещество, химический элемент
1. Введение Основные термины и определения iconПриказ Минздрава РФ от 22 января 2001 г. N 12 "О введении в действие отраслевого стандарта "Термины и определения системы стандартизации в здравоохранении"
В целях реализации Программы работ по созданию и развитию системы стандартизации в здравоохранении (21 июля 1998 г.) приказываю
1. Введение Основные термины и определения iconУрок по теме «Лист боковой орган побега»
Основные понятия и термины: листок, черешок, листовая пластинка, простой листок, сложный листок, жилкование листьев
1. Введение Основные термины и определения iconУрок №10 тема. Разнообразие плодов. Цель
Основные понятия и термины: плод, околоплодник, экзокарп, эндокарп, мезокарп, сухие и сочные плоды, многосемянные и односемянные...
1. Введение Основные термины и определения iconГенетический словарик (Основные термины и понятия) гимназия №3 «Сузір´я» Бердянск 2011 г. Аллель
Аутосомы — неполовые хромосомы, одинаковые у представителей обоих полов. Ахроматиновое веретено — система опорных и тянущих хромосомы...
1. Введение Основные термины и определения iconTema1 «инвестиции в ценные бумаги основные понятия и определения»
Предметом курса будут инвестиции в ценные бумаги, вращающиеся на финансовом рынке
1. Введение Основные термины и определения iconУрок №7 Тема: Основные устройства компьютера
Цель урока – ввести понятие аппаратного обеспечения компьютера, разобрать основные этапы обработки информации, назначение и основные...
1. Введение Основные термины и определения iconРуководство по эксплуатации инте. 459315. 008 Пс введение
Поздравляем Вас с приобретением мотоцикла торговой марки «патриотмото» и надеемся, что Вы будете получать удовольствие от его использования...
1. Введение Основные термины и определения iconРуководство по эксплуатации инте. 459315. 002 Пс введение
Поздравляем Вас с приобретением мотоцикла торговой марки «патриотмото» и надеемся, что Вы будете получать удовольствие от его использования...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©lib.znaimo.com.ua 2000-2014
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи