Преобразователи неэлектрических величин в электрические и их

63 
Таблица 12.1 – Генераторные преобразователи
Принципы их технической реализации датчиков иллюстрируют схема 
приведенная на рисунке 12.6. 
Рисунок 12.6 - Классификация измерительных преобразователей 
неэлектрических величин в электрические 

64 
По принципу действия ИП делятся на генераторные и параметрические. 
Генераторные 
Параметрические 
Электромагнитные 
Тахогенераторы 
Индуктивные и магнито -
упругие 
Тепловые 
Термопары 
Терморезисторы 
Оптические 
Фотоэлемент 
Фоторезистор, фотодиод, 
и.т.д. 
Преобразователь, реализующий термоэлектрический эффект (термопара), 
содержит два проводника М1 и М2 различной химической природы (см. рисунок 
12.7 ,а).  
Рисунок 12.7 - Примеры использования физических явлений для построения 
генераторных преобразователей 
эффекты: а - термоэлектрический; б - пироэлектрический; в — 
пьезоэлектрический; г - электромагнитной индукции; д - фотоэлектрический;
е – Холла 
Если температуру одного 01 места соединения (спая) проводников сделать 
отличной от температуры 02 другого, то в цепи появится термоЭДС, 
являющаяся разностью функций температур спаев. ТермоЭДС Е будет 
пропорциональна измеряемой температуре 01 при постоянной температуре 02 
(соответствующий нерабочий спай термопары помещен в среду с постоянной 
температурой, равной, например, 0°С).

65 
В преобразователе с пироэлектрическим эффектом определенные 
кристаллы, называемые пироэлектриками (например, триглицин сульфата), 
испытывают спонтанную электрическую поляризацию, зависящую от их 
температуры. В этом случае на двух противолежащих поверхностях 
преобразователя появляются электрические заряды противоположных знаков, 
пропорциональные этой поляризации (см. рисунок 12.7,б). 
Поглощенный кристаллом поток излучения приводит к росту его 
температуры и соответствующему изменению поляризации, которое 
определяется по изменению напряжения на зажимах конденсатора. В 
преобразователе с пироэлектрическим эффектом изменение механического 
напряжения в кристалле пироэлектрика, например кварца, приводит к 
деформации, вызывающей появление на противолежащих гранях кристалла 
одинаковых по величине электрических зарядов противоположного знака (см. 
рисунок 12.7,в). Таким образом, измерение силы или приводимых к ней величин 
(давление, ускорение) осуществляется измерением напряжения между зажимами 
пироэлектрика. 
В преобразователе, использующем явление электромагнитной индукции, 
при перемещении проводника в постоянном магнитном поле возникает ЭДС, 
пропорциональная скорости его перемещения и значению магнитного потока 
(см. рисунок 12.7,г). При воздействии переменного магнитного поля на 
неподвижный замкнутый контур в нем индуцируется ЭДС, равная по значению 
(и противоположная по знаку) скорости изменения магнитного потока. При 
перемещении источника магнитного поля (например, магнита) относительно 
неподвижного контура в нем также будет возбуждаться ЭДС. Таким образом, 
измерение ЭДС электромагнитной индукции позволяет определить скорость 
перемещения объекта, механически связанного с подвижным элементом 
электромагнитного преобразователя. 
В преобразователях используется и фотоэлектрические эффекты, различные 
по своим проявлением, но объединенные общей причиной их возникновения – 
освобождением электрических зарядов в веществе под действием светового или, 
в более общем случае, электромагнитного излучения, длина волны которого 
меньше некоторого порогового значения, являющегося характеристикой 
чувствительного материала (см. рисунок 12.7,д). 
Преобразователь на основе фотоэлектромагнитного эффекта. Приложение 
магнитного поля, перпендикулярного падающему излучению, вызывает в 
освещенном полупроводнике появления электрического напряжения в 
направлении по нормали к полю и падающему излучению. 
Фотоэлектрические эффекты являются основой фотометрии и обеспечивают 
передачу информации, носителем которой является свет. 
Преобразователь на основе эффекта Холла. При пропускании 
электрического тока через образец (пластину) полупроводника, находящийся в 
однородном магнитном поле (вектор магнитной индукции B составляет угол 

с 
направлением тока I), в направлении, перпендикулярном полю, возникает ЭДС 
U
x

sin




B
I
н
K
x
U

66 
где К
Н
- зависит от типа проводимости и размеров пластины (см. рисунок 12.7, 
е). 
Преобразователь Холла используют для измерения перемещении объектов, 
а так же величин преобразуемых в перемещении, например давления. 
Постоянный магнит преобразователя механически связывают с объектом, и при 
смещении магнита пропорционально изменяется выходное напряжения 
преобразователя (при этом ток постоянен). 

жүктеу/скачать 1.55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: