Сурет. Техникалық орындалу принциптерін кескіндейтін схемалар
Кристалға сіңірілген шаңылу ағыны конденсатордың қысқыштарындаңы кернеудің өзгерісімен анықталатын сәйкес поляризацияның және температураның өсуіне әкеледі. Пьезоэлектрлік эффектісі бар түрлендіргіште пьезоэлектрлік кристалдағы, мысалы, кварц, кернеудің механикалық өзгеруі кристалдың қарама-қарсы қырларында шамасы бойынша бірдей қарама-қарсы таңбалы электр зарядының пайда болуына әкеледі (3.6-сурет). Осылайша, күш немесе оған қатысты шамаларды (қысым, үдеу) өлшеу пьезоэлектриктің қысқыштары арасындағы кернеуді өлшеу арқылы жүзеге асады.
Электромагниттік индукция құбылысын пайдалатын түрлендіргіште тұрақты магнит өрісіндегі өткізгіштің орнын ауыстырғанда оның орын ауыстыру жылдамдығына және магнит ағынының мәніне пропорционал ЭҚК пайда болады (3.6, г-сурет). Қозғалмайтын тұйық контурға айнымалы магнит өрісі әсер еткенде онда магнит ағынының өзгеру жылдамдығына мәні жағынан тең (және таңбасы бойынша қарама-қарсы) ЭҚК индукциаланалды. Қозғалмайтын контурға қатысты магнит өрісінің көзі (мысалы, магнит) орын ауыстырғанда да ЭҚК туындалады. Осылайша, электромагнитті индукцияның ЭҚК-н өлшеу электомагнитті түрлендіргішті қозғалатын элементімен механикалық байланыста болатын объектінің орнын ауыстыру жылдамдығын анықтауға мүмкіндік береді
Түрлендіргіштерде, сондай-ақ өзінің болу шартымен айырықша, бірақ жалпы пайда болу шарты заттағы жарықтың немесе жалпы жағдайда сезімтал металға тән, толқын ұзындығы кейбір бастапқы мәндерден қысқа электромагниттік шағылудың әсері етуінен электр зарядтарының босауы-ортақ фотоэлектрлік эффектілер пайдаланылады.
Фотоэлектромагнитті эффектіге негізделген түрлендіргіш. Шағылуға перпендикуляр магнит өрісін қолдану жарықтан-дырылған жартылай өткізгіште өрістің және түсетін шағылудың нормамен бағыттас электр кернеуінңі пайда болуына әкеледі.
Фотоэлетрлік эффект фотометрия негізі болып табылады және таратушысы жарық болатын аппараттың тасымалдануын қамтамассыз етеді.
Холл эффектісіне негізделген түрлендіргіш. Біртекті магнит өрісінде( магнит өрісі B векторы I топқа Ө бұрышын құрайды) орналасқан жартылай өткізгіштің үлгісі (пластина) арқылы өріске перпендикуляр бағытта электр тогын жібергенде Ux ЭҚК пайда болады:
мұндағы KH-өткізу типіне және пластина өлшеміне байланысты (3.6, е-сурет).
Холл түрлендіргішін объектілердің орнын ауыстыруын және орын ауыстырғанда түрлентін шамаларды, мысалы, қысымды өлшеуде қолданды. Түрлендіргіштің тұрақты магнитін механикалық түрде объектпен байланыстырады, және де магнит ауытқығанда пропорционалды түрде түрлендіргіштен шығатын кернеу өзгереді (ток тұрақты болып қалады).
Сурет. Пьезоэлектриктің қысқыштары арасындағы кернеуді өлшеу
Параметрлі түрлендіргіштер
Параметрлі түрлендіргіштерде шығатын толық кедергінің кейбір параметрлері өлшентін шама әсерінен өзгере алады. Түрлендіргіштің толық кедергісі, бір жағынан, оның элементінің геометриялық өлшемдеріне, екінші жағынан-материалдық қасиеттеріне: меншікті кедергісіне, магнит өткізгіштігіне және диэлектрлік тұрақтысына шартталады.
Осылайша, толық кедергідегі өзгерістер өлшенетін шаманың не түрлендіргіш элементің геометриялық өлшеміне, не оның материалының электрлік және магнитті қасиеттеріне, не кейде болатын екеуіне де бір уақытта әсер етуінен туындауы мүмкін. Егер түрлендіргіш құрамында қозғалатын не деформациа-ланатын элемент болса, түрлендіргіштің геометриялық өлшемдері мен оның толық кедергісінің параметрлері өзгеруі мүмкін.
Түрлендіргіштің қозғалатын элементінің әрбір орналасуы-на белгілі бір кедергі сәйкес болып табылады және де оның параметрлерін өлшеу арқылыэлементтің орналасуын білуге болады. Бұл принциппен көптеген объектілердің орны мен орын ауыстыру түрлендіргіштері жұмыс істейді:потенциометрлік, индуктивті, көлемдік.
Деформация түрлендіргіштің сезімтал элементіне күштің (немесе оған байланысты шаманың- қысым, үдеу) әсер етуінің нәтижесі болыптабылады.
Сезімтал элементтің деформациясынан пайда болған түрлендіргіштің комплексті кедергісінің өзгеруі сол түрлендіргіштің құрамында болатын арнайы өлшенетін схемадағы сәйкес электр сигналының өзгеруіне әкеледі.
Материалдың электрлік қасиеттері мен түрлендіргіштің сезімтал элементінің жағдайы айнымалы физикалық шамаларға байланысты болады: температура, қысым, ылғалдылық, жарықта-ну және т.б. Егер бір ғана шама өзгеріп, қалғандары тұрақтылықты сақтаса, осы шама мен түрлендіргіштің комплексті кедергісі мәндерінің арасындағы бір мәнді сәйкестікті бағалауға болады. Бұл сәйкестік градиурлы қисықпен сипатталады. Градиурлы қисықты біле отырып, комплексті кедергіні өлшеу нәтижелерімен өлшенетін шаманың сәйкес мәнін анықтауға болады.
3.6-кестеде параметрлік түрлендіргіштер көмегімен электрлік емес шамалардың түрлендірілуімен байланысты физикалық эффектілер тізімі келтірілген. Олардың ішінде резистивті түрлендіргіштерді еркше көрсету орынды.
Құрамында қорек көзі және сигналдың қалыптасуының схемасы бар арнайы электр тізбегіне түрлендіргішті қоса отырып, параметрлік түрлендіргіштің толық кедергісін және оның өзгерістерін өлшеуге болады. Көптеген жағдайда өлшеу схемаларының келесі түрлері қолданылады:
құрамында параллель жалғанған кернеу көзі және түрлендіргіш – потенциометр бар потенциометрлік схема;
түрлендіргіштің толық кедергісі бар айнымалы контур (сондай-ақ контур ауытқу генераторының бір бөлігі б.т. және оның жиілігін анықтайды);
күшею коэффициентін анықтайтын элементтердің бірі болатын түрлендіргіш кедергісіндегі операциялық күшейткіш.
3.6-кесте
|
Өлшенетін шама |
Өлшенетін шама әсерінен өзгеретін электрлік сипаттама |
Қолданылатын материалдар типі |
|
Температура |
Кедергі |
Металдар (платина, никель, мыс), жартылай өткізгіш |
|
Өте төмен температура |
Диэлектрлік өтімділік |
Шыны, керамика |
|
Оптикалық сәулелену ағыны |
Кедергі |
Жартылай өткізгіштер |
|
Деформация |
Кедергі |
Никель балқымасы, кремний |
|
Орын ауыстыру |
Магнит өткізгіштік |
Ферромагнитті балқымалар |
|
Кедергі |
Магнитті резистивті материалдар: висмут, индий антимониді | |
|
Ылғалдылық |
Кедергі |
Хлорлы литий, амоний оксиді, полимерлер |
|
Диэлектрлік өтімділік | ||
|
Сұйықтық мөлшері |
Диэлектрлік өтімділік |
Сұйық изоляциялы материалдар |