evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 34
Текст из файла (страница 34)
4 . 1 4 , а). На п р и в е д е н н о й с х е м е Rl— R4 — тенз о р е з и с т о р ы ; i?g и i?g — р е з и с т о р ы , с л у ж а щ и е д л я б а л а н с и р о в к и м о с т а ;Дт1и i?Tl— термозависимые резисторы для компенсации аддитивнойтемпературной погрешности;Дцтивлениярегулироватькоторых,можнои Дц— р е з и с т о р ы , и з м е н я я сопрочувствительностьдатчика;135Рйс. 4.14RT2 и /?т'2 — т е р м о з а в и с и м ы е р е з и с т о р ы , с п о м о щ ь ю к о т о р ы х к о м п е н сируетсятемпературноеизменениечувствительности;ЯШиЛВых~р е з и с т о р ы , с л у ж а щ и е д л я р е г у л и р о в а н и я в х о д н о г о и в ы х о д н о г о сопротивлений моста.Фольговые н о р м и р у ю щ и е резисторы п о к а з а н ы на рис.
4.14, б.Онис д е л а н ы т а к , ч т о , о б р ы в а я т у и л и и н у ю п е р е м ы ч к у н а ф о л ь г о в о й решетк е , м о ж н о и з м е н я т ь значение с о п р о т и в л е н и я и т е м с а м ы м р е г у л и р о в а т ьп а р а м е т р ы и х а р а к т е р и с т и к и т е н з о р е з и с т о р н о г о м о с т а и п р и б о р а в целом.RTlРезисторыRQ— из м е д н о й , RT2ИR4изготовленыизконстантановойфольги,— из н и к е л е в о й . П р и и с п о л ь з о в а н и и м о с т о в ы хсхем с н о р м и р у ю щ и м и резисторами погрешность датчиков с фольговыми т е н з о р е з и с т о р а м ис н и ж а е т с я до 0,03—0,05%, а у д а т ч и к о вп р о в о д н и к о в ы м и тензорезисторами — до 0,1%.136с полу4.2.3.
Емкостные преобразователиПринцип д е й с т в и я и к о н с т р у к ц и я . Е м к о с т н ы й п р е о б р а з о в а тель представляет собой к о н д е н с а т о р , э л е к т р и ч е с к и е п а р а м е т р ы которого изменяются под действием входной величины.Конденсатор состоит из д в у х э л е к т р о д о в , к к о т о р ы м подсоединеныв ы в о д н ы е к о н ц ы . П р о с т р а н с т в о м е ж д у э л е к т р о д а м и з а п о л н е н о диэлектр и к о м . П р и и з м е н е н и и в з а и м н о г о п о л о ж е н и я э л е к т р о д о в и л и п р и изменениидиэлектрическойпроницаемостисреды,заполняющеймежэлектродное пространство, изменяется емкость конденсатора.Вкачествее м к о с т н о г о п р е о б р а з о в а т е л я ш и р о к о и с п о л ь з у е т с я плоск и й конденсатор.
Его емкость определяется выражениемС(4.74)ee0Q/8,=где 6 — р а с с т о я н и е м е ж д у э л е к т р о д а м и ;ческая постоянная;Q — их п л о щ а д ь ; е 0 — электриег —относительная проницаемость диэлектрика.изэ т и х п а р а м е т р о в и з м е н я е т е м к о с т ь конденсаИзменение любоготора.Упреобразователяспрямоугольнымиэлектродами( р и с . 4 . 1 5 , а)Q = Ьх и и м е е т с я н е к о т о р ы й д и а п а з о н п е р е м е щ е н и я п л а с т и н х, в котор о м е м к о с т ь л и н е й н о з а в и с и т о т х ( р и с .
4 . 1 5 , б). Л и н е й н а я з а в и с и м о с т ьискажаетсявследствиекраевогоэффекта.Вобластилинейнойзависимости чувствительность такого преобразователяS= dC/dx=(4.75)er e0b/bп о с т о я н н а и у в е л и ч и в а е т с я с у м е н ь ш е н и е м р а с с т о я н и я м е ж д у электродами 5.ЕслиизменяетсяразованияСрасстояние 6= /(6)Чувствительностьм е ж д у э л е к т р о д а м и , ф у н к ц и я преобпредставляетсобойгиперболическуюфункцию.преобразователя(4.76)2S = dC/dd = е,е„е/6сильнее,чемстинами6.вп р е д ы д у щ е м с л у ч а е , з а в и с и т о т р а с с т о я н и я м е ж д у плаД л я увеличениячувствительности S целесообразноумень-Поддижнаяпластина^пластина*)Рис.
4.15I137ОС71L7C=f(QE)a)Рис. 4.16ш и т ь 6 . П р е д е л ь н о е е г о з н а ч е н и е о п р е д е л я е т с я т е х н о л о г и ч е с к и м и соображениямииприложеннымнапряжением.Надоучитывать,чтопрималых 6 возможен электрический пробой между электродами*.Е с л и п е р е м е щ а т ь д и э л е к т р и ч е с к у ю п л а с т и н у в з а з о р е п л о с к о г о конд е н с а т о р а ( р и с .
4 . 1 6 , а), то м о ж н о п о л у ч и т ь п р е о б р а з о в а т е л ь с переменной диэлектрической проницаемостью. Емкость такого преобразователяопределяетсякакемкостьдвухпараллельнов к л ю ч е н н ы х конденсатор о в . О д и н и з н и х С о б р а з о в а н частью э л е к т р о д о в и д и э л е к т р и ч е с к о й£пластиной, д р у г о й С0— о с т а в ш е й с я частью э л е к т р о д о в с м е ж э л е к т р о д нымнепространством,заполненным пластинкой.относительной диэлектрической проницаемостьюравнуюрасстояниюмеждуегЕсли пластинкасимеет т о л щ и н у 6,электродами, то функция преобразованияпреобразователя описывается выражениемС =гдеQСе+Со=е0Ш+Qe(e— площадь электродов;-(4.77)1)]/6,Q e — часть п л о щ а д и д и э л е к т р и ч е с к о йпластины, находящаяся между электродами.Емкостные преобразователи могут выполняться по дифференциальнойс х е м е . С х е м а д и ф ф е р е н ц и а л ь н о г о п р е о б р а з о в а т е л я у г л о в о г о перемещен и я а с п е р е м е н н о й п л о щ а д ь ю э л е к т р о д о в п р и в е д е н а на р и с .
4 . 1 6 , б.В т а к и х п р е о б р а з о в а т е л я х с р е д н и й п о д в и ж н ы й э л е к т р о д о б ы ч н о соединяется с экраном.С х е м ы включения. Е м к о с т н ы й п р е о б р а з о в а т е л ь в к л ю ч а е т с я в измерительную цепь;п р и э т о м и з м е н е н и е е г о е м к о с т и п р е о б р а з у е т с я в изменен и е н а п р я ж е н и я и л и т о к а л и б о в ч а с т о т у с и н у с о и д а л ь н о г о и л и импульсного тока.пейСуществует довольновключенияемкостныхм н о г о р а з л и ч н ы х и з м е р и т е л ь н ы х цепреобразователей.Рассмотримнекоторыеиз них.* Пробой в сухом воздухе при атмосферном давлении происходит при напря3женности Е = 3 • 10 кВ/см.
Однако расчетное значение напряженности обычноне превосходит 700 кВ/см..138Длявключениянедифференциального п р е о б р а з о в а т е л я м о ж е т использов а т ь с я р е з о н а н с н а я цепь( р и с . 4 . 1 7 , а).Г е н е р а т о р ч е р е з р а з д е л и т е л ь н ы й трансформаторконтур.Т п и т а е т р е з о н а н с н ы й LC-Емкостьконтура состоит иземкости преобразователя Спрстроечногоконденсатораипод-емкостьюС * , ч а с т о т а и з н а ч е н и е н а п р я ж е н и я генераторапостоянны.Приизменениие м к о с т и н а п р я ж е н и е н а к о н т у р е изменяетсяпо резонанснойкривой, какп о к а з а н о н а р и с .
4 . 1 7 , 6 . П р и измененииемкостипреобразователянаАСнапряжение на контуре изменяется наA U.ПодстроечныйСк о н д е н с а т о р служит д л я н а с т р о й к и к о н т у р а т а к , ч т о б ычувствительностьРис. 4.17измерительной цепи(4.78)S = AU/ACбыла максимальной.Чувствительность резонансной цепи довольно в ы с о к а и увеличиваетсяс увеличением добротности контура.Д л я в к л ю ч е н и я д и ф ф е р е н ц и а л ь н о г о е м к о с т н о г о п р е о б р а з о в а т е л я мож е т б ы т ь и с п о л ь з о в а н а м о с т о в а я ц е п ь ( р и с .
4 . 1 8 ) , р а б о т а ю щ а я в неравновесном режиме. Впреобразователь.этойНац е п и е м к о с т и Cj и Сг — д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы йсхемепоказанотакжеэкранированиесоединит е л ь н ы х п р о в о д о в и д и а г о н а л е й м о с т о в о й ц е п и . Сэ1> С э 2 , С э 3 , С э 4 —емкостис о о т в е т с т в у ю щ и х э к р а н о в . Эти е м к о с т и в к л ю ч е н ы параллельно а к т и в н ы м с о п р о т и в л е н и я м и в х о д я т в п о л н ы е с о п р о т и в л е н и я плечмоста.приЭквивалентныеработеприбора.емкостиДлятогоэкранов могут несколько изменятьсячтобыихизменения мало влияли навыходное напряжение моста, сопротивления резисторов R д о л ж н ы бытьм а л ы м и . Е м к о с т ь С э 5 н е в х о д и т в у р а в н е н и е р а в н о в е с и я м о с т а , и е е изменение значительно меньше влияет на его выходное напряжение.Другойсхемойвключениязователейявляетсяциальныйпреобразовательд и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х е м к о с т н ы х преобраемкостно-диодная цепьCjи С2(рис.
4.19, а ) . Дифференп о д к л ю ч а е т с я к и с т о ч н и к у перем е н н о г о н а п р я ж е н и я ч е р е з д и о д ы VD\ — VD4 и к о н д е н с а т о р ы С 3 — С 4 .Приположительнойж а е т с я через С3иполярностиVDi. К о н д е н с а т о р ы СзVD2напряженияU конденсаторС\заряVD^, а п р и о т р и ц а т е л ь н о й р а з р я ж а е т с я ч е р е з С4и С4имеют равные емкости, а диодыVD^ии— равные п р я м ы е с о п р о т и в л е н и я .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
