3. Термоэлектр. И терморезистивный эффекты.

Терморезистивный: применяется в измерительных системах для регистрации температуры; Заключается в том, что в любом проводнике имеющем высокую концентрацию свободных электронов в составе кристаллической решетке при нагревании увеличивается амплитуда колебания этих электронов около состояния равновесия. При движении электронов проводимости по проводнику под действием разности потенциалов увеличивается кол-во столкновений электронов проводимости со свободными электронами. Чем выше температура, тем выше амплитуда колебаний электронов и больше кол-во столкновений. В результате этого увеличивается электрическое сопротивление проводника. В соответствии с законом Ома происходит изменение величины тока в измерительной системе. Это я вляется измерительным сигналом.

Термоэлектрический: Эффект заключается в спае из двух проводников с различным кол-вом свободных электронов. Под действием температуры увеличивается Е_К свободных электронов и они начинают перемещаться из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. За счет накопления зарядов на концах проводников возникает разность потенциалов, которая зависит от температуры, измеряемой преобразователем. Чем больше температура, тем выше Е_К и соотв. разность потенциалов.

Билет 7 1) Ампер - сила тока. сравнивалась сила электрического тока проходящего по 2 катушкамам индуктивности ,  подключенным к источнику тока и уравновешенным силой притяжения массы 0.14 грамма. 2)Этот метод применяется в разрушающих видах контроля для орпеделения предельных возможностей изделий и  элементов его конструкции. (рисунок) особенность записи гологарфического изображения заключается в наложение информации полученной от  электромагнитных волн и потока фатонов на голографическую паластину т.е используется двойственная природа  записи изображения  с помощью оптической сис-мы луч разделяется на 2 луча: 1)опорный (состоящий из электромагнитных волн) 2)освещающий (состоящий из потока фатонов)  освещающий луч попадая на объект отражается и попадает на голорафическую пластину, опорный частично  отражается от полупрозрачного зеркала и попадает на объект. за тем на голографическую пластину. вторая  часть опорного луча через полупрозрачное зеркало на пластину.при наложение информации от освещающего и от  опорного луча засчет явления интерференции записывается голографическое изображение исследуемого объекта. при воспроизведение применяется только опорный луч который сначала попадает на пластину, затем отражаясь  от нее создает виртуальное изображение объекта в пространстве, которое объект занимал во время съемки. голограма взависимости от условий съемки дает объемное изображение в моменты начала разрушения и  последовательно в промежутках времени с которыми проводилась запись процесса. (рисунок) 3) Физические эффекты преобразования немеханических воздействий в немеханические величины. 1.Термоэлектронная эмиссия. 2.Фотоэлектронная эмиссия. 3.Терморезистивный эффект. 4.Термоэлектрический эффект. 5.Электро-оптический эффект. 6.Эффект Холла. 7.Эффект Пельтье. 1. Термоэлектрическая эмиссия. Этот эффект применяется в измерительных системах для определения температуры и для неразрушающих видов  контроля. Этот эффект заключается в том, что при нагревании проводников с высокой концентрацией свободных  электронов за счет увеличения амплитуды колебаний увеличивается их кинетическая энергия. Термоэлектронная эмиссия проявляется в проводниках при темеературе, близкой к температуре плавления.  Автоэлектронная эмиссия проявляется при разности потенциалов порядка 10-100кВт. 2. Фотоэлектронная эмиссия. Этот эффект проявляется преимущественно в кристаллах, которые можно отнести к полупроводникам. Особенность  эффекта состоит в том, что при воздействии фотонов когерентного монохроматического света на структуру  полупроводника в нем появляются каналы для прохода электронов с повышенной энергией, полученной от квант- энергии фотона, за счет этого возникает разность потенциалов, которая является измерительным сигналом.  3. Терморезистивный эффект. Применяется в резистивных системах для регистрации температуры, он заключается в том, что в любом  проводнике имеющемв высокую концентрацию свободных электронов в составе кристаллической решетки при  нагревании увеличивается амплитуда колебаний этих электронов около состояния равновесия при движении  электронов проводимости по проводнику под действием разности потенциалов, увеличив количество столкновений  электрической проводимости со свободными электронами, чем выше температура тем, тем больше амплитуда  колебаний и больше количество столкновений. 4. термоэлектрический эффект. Заключается в спае из 2х проводников с различным количеством свободных электронов под действиями  температуры увеличивается кинетическая энергия свободных электронов и они начинают перемещаться из области  с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. 5. Эффект Пельсье. Особенность эффекта в том, что в спае из 2х проводников с разным количеством электронов проводимости под  действием приложенной разности потенциалов происходит съем тепла из спая с понижением температуры спая. 6. Электро-оптический эффект. 1) эффект Фарадея. Этот эффект применяется в измерительных системах для определения высоких напряжений.  Заключается в том, что под действием магнитного поля, луч когернтного, монохроматического света меняет  угол плоскости поляризации проходя через ячейку Фарадея, изготовленную из сплава кварцев стекла с  добавлением окиси свинца. 2) Эффект Керра. Он применяется для измерения больших токов и заключ в 2х лучепреломлениях  электромагнитной волны монохроматического света, проходит через ячейку Керра, представляющей собой плоский  конденсатор, где в качестве диэлектрической среды применяется нитробензол. 7. Эффект Холла (гальваномагнитный эффект). Применяется для измерения параметров электромагнитных полей.  Воснове эффекта лежит эффект Холла, который заключается в том, что в проводнике с повышенной концентацией  свободных частиц и помещенном в магнитное поле высокого напряжения на противоположных сторонах  проводимости появилась разность потенциалов.   Билет 8 1)магнитоупругий эффект возникает в феромагнитиках при воздействие на них внешних сил.свободные частицы в  кристаллической решетке пресдуктора начинают ориентироваться перпендикулярно нормальным напряжениям  возникающим в феромагнитике под действием силы. дипольные моменты свободных частиц-домины(свободные частицы) интенсифицируют магнитное поле силовые линии  которого начинают охватывать измерительную обмотку. чем больше действующие усилие, тем интенсивнее  происходит ориентация свободных частиц и соотвественно увеличивается магнитный поток, охватывающий  измерительную обмотку.в качестве измерительного сигнла регестрируется величина ЭДС индукции в  измерительной обмотке. 2) системы первичных преобразователей вот этот вопрос я и не нашла 3)Ампер - сила тока. сравнивалась сила электрического тока проходящего по 2 катушкамам индуктивности ,  подключенным к источнику тока и уравновешенным силой притяжения массы 0.14 грамма 

БИЛЕТ 9

1) Не механические воздействия в механические величины.

1. Тепловое расширение твердых, жидких и газообразных сред.

2. Обратный пьезо-электрический эффект.

3. Магнито-стрикционный эффект.

4. Магнито-электрический эффект.

5. Гидравлический эффект, основанный на силе Архимеда.

6. Электростатический эффект – сила Кулона.

7. Электромагнитный эффект – сила Ампера.

Тепловое расширение твердых, жидких и газообразных сред. В основе данных эффектов преобразования лежит увеличение амплитуды колебаний, частиц атомной структуры кристаллических решеток, газообразных, жидких и твердых сред. Линейное удлинение определенного коэффициента (альфа), который имеет определенное значение для каждого материала. Объемное расширение определяется коэффициентом (бета). Этот коэффициент характеризует жидкие и газообразные среды. Все элементарные частицы, входящие в состав атомных и молекулярных структур двигаются по определенным орбитам вокруг состояния равновесия. При воздействии влияния эффект., таких как повышенная температура, электромагнитное излучение способствует получению дополнительной энергии этими частицами, в результате этого кинетическая энергия у них увеличивается и они начинают перемещаться по траекториям, отличным от первоначального состояния. За счет этого происходит увеличение объема или увеличения длины преобразователей. На этом принципе основаны преобразования для измерения температуры.

Обратный пьезо-электрический эффект. Он заключается в том, что некоторые виды сигнето-электриков, помещенные в переменные электромагнитные поля начинают упруго деформироваться в объеме кристаллической решетки, зерна и кристалла в целом. Упругая деформация происходит за счет поляризации частиц атомной структуры кристалла в зависимости от направлений напряжений магнитного поля. В обычном состоянии элементарные частицы не являющиеся узловыми атомами кристаллической решетки имеют хаотически разбросаную ориентацию. В силу инерционности структуры кристалла частота и амплитуда упругих колебаний кристалла отличается от амплитудно частотных характеристик электрического тока, который создает магнитное поле. Частота колебаний кристалла составляет от 1 до 100 МГц(ультразвуковой диапазон). Высокая частота распространения УЗВ позволяет формировать их в виде узкого пучка, который распространяется по газообразным, жидким и твердым средам в соответствии с законами геометрической оптики, т.е. Преломляется, отражается и поглощается подобно лучу света.

Магнито-стрикционный эффект. Этот эффект имеет анологичную физическую основу с обратным тезо-электрическим эффектом. Некоторые из ферро-магнетиков, имеющие в составе кристаллические решетки, повышенную концентрацию свободных частиц (доменов), под действием переменного магнитного поля помогают перестраиваться с появлением упругих колебаний в килогерцовом диапазоне частот инерционность магнито-стрикционных преобразователей определяется плотностью применяемых металлов и силой межузловых связей в кристаллической решетке.

Магнитоэлектрический эффект. В основе данного эффекта лежит сила ампера,действующая на проводник с током ,который помещен в магнитное поле.(F=B*J*l*sinα )

По величине перемещения проводника в магнитном поле можно определить величину индукции измеряемого магнитного поля или величину тока, переходящего по проводнику, в виде рамки.

Если рамку уравновесить упругим демпфером выполненным в виде спирали Архимеда, то на углу поворота рамки можно определить величину индукции магнитного поля.

Гидравлический эффект основан на силе Архимеда, действующее стороны жидкости, в которую помещен объект, имеющий определенный объем. Чем больше величина объема и выше плотность жидкости, тем больше действующая сила Ар, которая определяется давлением жидкости, действующим на твердое тело. Плотность жидкости будет определяться составом и концентрацией исследуемого вещ-ва.

Электростатический эффект. Этот эффект основан на законе Кулона и применяется для измерения немехан. Величин в перемещении электрода измерит.системы.(+рис.)

Напряженность электростатического поля отоджест.силой упругости демпфера,который уровновеш силой Кулона. Чем больше сила кулона. тем больше величина перемещ. и след-но деформация элемента.

Электромагнитный эф-кт. Применяется в измерительных системах для регистрации скорости перемещения объекта, угловых скоростей и ускорений через измерение ЭДС индукции, возникающих в катушки индук-сти при перемещении проводника с током и помещение его в данную катушку. При данном перемещ. Совершается работа, определяемая разницей магнитных потоков вначале и конце перемещения.(рис,изображена рамка)

При вращении рамки, по которой проходит эл.ток внутри катушки инд-ти за счет явления индукции возникает инд-ный магнитный поток.

2)при реализации эталона единицы массы экспертами принята масса платиноиридиевого стержня высотой и деаметром 39 на 39это условная величина распространена по всем странам подписавших конвенцию о единстве мери весов.

3)Рентгеновская дефектоскопия.в основе метода лежит ослабление электромагнит.волн радиоактивного излучения,проходящ.по объему контролируемого объекта. За счет поглощения эл.магнитных волн определяется размеры и плотность тела.

Если струк-ра однородная интенсивность излучения пройденного через объект является равномерной.

Если плотность деф-та выше плотности основного материала на экранная появляется светлые пятна.

Если деф-кт структуры в виде пустых полостей регистрируются зоны потемнения.

Принцип действия рентгеновской трубки.

За счет термоэлектрич. Эмиссии появляется электронное облако и поток электронов.Электроны покидают катод. обретают ускорение и разность потенциалов, затем соударяются с анодом . Формируется вторичный поток радиационного излучения в виде α,β,γ,обладающие высокой проникающей способностью. попадая на исслед. объект часть ускорения поглощается материалом ,часть отражается, и большая часть проходит через него.

Билет 10.

1. для получения информац. сигнала высокой точности примен. системы вторичных преобразователей, основанные на преобраз. мех.возд. в немех.величины. К ним относ.: резистивный, тензорезистивный, индуктивный, взаимоиндуктивный, ёмкостный, магнитоупругий, везоэлектрич., пн-перехода. Эти системы вторич. преобразователей примен. совместно с мех.пробразователями, в качестве рабочего элемента, в кот. примен. измерительный стержень.

2. за основу ед.времени сек. были приняты в эфимирид- расчётные таблицы движения небесных тел (вращение Земли вокруг оси, вращ. Земли вокруг Солнца, вращ. относ. неподвижной звезды) и продолжительности 3-ёх годов: тропического (число солнечных сред.суток), сидерического, аномалистического.

3. метод оптич.голографии примен. в разрушающих видах контроля для определения предельных возможностей изделий и элементов его конструкции. Особенность записи голограф.изобр. заключается в наложении информ., полученной от электромагн.волн и потока фотонов на голографическую пластинку, т.е. используется двойственная природа записи изобр. (электромагн.волн, поток фотонов).

Билет 11.

1. для повышения информативности УЗВ диффектоскопии примен. метод УЗВ спектроскопии. В основе метода лежит способ получения информации за счёт изменения амплитудных, частотных и фазовых хар-к, проходящих или отражённых УЗВ. С помощью этого метода получ. информ.: о величине объекта, его плотности, глубине залегания.

2. при создании темп.шкалы были рассмотр. 4 вида измер.систем: темпер.шкала Цельсия, Фаренгейта, Реомюра, Кельвина. Первая имеет физ.явления, кот. положены в основу шкалы измер.прибора. Нижн. опорная (.)- темп.замерзания воды, вех.-темп.кипения. 100 делений.; Шкала Фаренгейта им. нижней опорной (.) – замерзание воды, верх.опорной (.) – темп. человеч.крови (кот. по шкале Цельсия-36,6). Диапазон был разбит на 32 деления и относ.нижней опорной точки шкала была опущена также на 32 деления. Темп.замерзания по Фаренгейту 32 град.; В шкале Реомюра за ед.принято объёмное расширение воды на 0,01 объёма 1%ные частиц. Нижней опорной (.) – замерз.воды, темп.кипения – 86 град.; Шкала Кельвина имеет в качестве ниж.опорной (.)- абсол.0. В качестве базовой опорной (.) принята тройная (.) воды (жидкое, тв. и газообраз. состояния) . В «СИ» основная темп.шкала- Кельвина.

3. обратный пьезо-электрический эффект заключ. в том, что некоторые виды сегнетоэлектриков, помещ. в переменные электро-магнитные поля, начинают упруго деформироваться в объёме кристалич.решётки, зерна, кристалла в целом. Упр.деформ. происх. за счёт поляризации частиц от атомной структуры кристалла, в зависимости от направл.линий напряж.магн.поля. В обычном сост. элементарные частицы, не явл. угловыми атомами кристаллич. решётки им. хаотически разбросанную ориентацию. В силу инерционности структуры кристалла, частота и амплитуда упр. колебаний кристалла отлич. от амплитуды частотных хар-к эл.тока, кот. создаёт магн.поле. Частота колебаний кристалла составл. 1-100 МГц (ультра-звуковой диапазон). Выс.частота распространения ультразвкук.колебаний (волн) позволяет формировать их в виде узкого пучка, кот. распростр. по газообразным, жидким и тв. средам в соответствии с законами геом.оптики, т.е. преломляется, отраж. и поглощается подобно лучу света.

Билет 12.

1) Не механические воздействия в механические величины.

1. Тепловое расширение твердых, жидких и газообразных сред.

2. Обратный пьезо-электрический эффект.

3. Магнито-стрикционный эффект.

4. Магнито-электрический эффект.

5. Гидравлический эффект, основанный на силе Архимеда.

6. Электростатический эффект – сила Кулона.

7. Электромагнитный эффект – сила Ампера.

1. Тепловое расширение твердых, жидких и газообразных сред.

В основе данных эффектов преобразования лежит увеличение амплитуды колебаний, частиц атомной структуры кристаллических решеток, газообразных, жидких и твердых сред. Линейное удлинение определенного коэффициента (альфа), который имеет определенное значение для каждого материала. Объемное расширение определяется коэффициентом (бета). Этот коэффициент характеризует жидкие и газообразные среды. Все элементарные частицы, входящие в состав атомных и молекулярных структур двигаются по определенным орбитам вокруг состояния равновесия. При воздействии влияния эффект., таких как повышенная температура, электромагнитное излучение способствует получению дополнительной энергии этими частицами, в результате этого кинетическая энергия у них увеличивается и они начинают перемещаться по траекториям, отличным от первоначального состояния. За счет этого происходит увеличение объема или увеличения длины преобразователей. На этом принципе основаны преобразования для измерения температуры.