evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 44

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 44)

Упрощенная схема автоматического моста показана на рис. 4.43.И з м е р и т е л ь н а я ц е п ь п р е д с т а в л я е т с о б о й м о с т , с о с т о я щ и й и з мангани­новыхрезисторовR1—R3иRt.терморезисторамоста Е. П е р е м е щ е н и е м д в и ж к а р е о х о р д а RpНапряжениепитаниядобиваются уравновеши­вания моста. Если мост не уравновешен, напряжение измерительнойдиагоналиу с и л и в а е т с я и п о д а е т с я на р е в е р с и в н ы й д в и г а т е л ь РД.двигателя через редукторВалсоединен с д в и ж к о м реохорда и перемещаетего т а к , ч т о б ы н а п р я ж е н и е р а з б а л а н с а у м е н ь ш а л о с ь .

П е р е м е щ е н и е про­д о л ж а е т с я д о т е х п о р , п о к а м о с т н е б у д е т у р а в н о в е ш е н . В автоматиче­ских мостах движокписывающимратурыреохордас в я з а н с о т с ч е т н ы м у с т р о й с т в о м , с за­у с т р о й с т в о м , р е г и с т р и р у ю щ и м т е к у щ и е з н а ч е н и я темпе­на д и а г р а м м н о й б у м а г е , с устройством регулированияратуры,атакжеПогрешностьсустройствомавтоматическихдистанционной передачимостованалогичнатемпе­показаний.погрешностиавто­матических потенциометров.ермометр сопротивления может подключиться к мосту с помощьюдвуходнакоилипритрехпроводногокабеля.Двухпроводныйкабельдешевле,его и с п о л ь з о в а н и и с о п р о т и в л е н и я о б о и х п р о в о д о в в к л ю ­чаются последовательностермометромводноплечо. Токоведущиеж и л ы к а б е л я в ы п о л н е н ы и з м е д н о г о п р о в о д а : при и з м е н е н и и темпера­турыих сопротивление изменяется, что вносит погрешность в изме179р е н и е .

Д в у х п р о в о д н ы й к а б е л ь и с п о л ь з у е т с я в т е х с л у ч а я х , к о г д а его тем­п е р а т у р а п о с т о я н н а и п о г р е ш н о с т ь , о б у с л о в л е н н а я ее и з м е н е н и е м , не­значительна.П р и включении т е р м о м е т р а по трехпроводной схеме (рис. 4.43) поо д н о й ж и л е к а б е л я к т е р м о м е т р у п о д в о д и т с я н а п р я ж е н и е п и т а н и я . К пле­чам моста термометр подсоединяется с помошью двух других жил,в к л ю ч е н н ы х в с м е ж н ы е п л е ч и м о с т а . О д и н а к о в ы е и з м е н е н и я и х сопро­т и в л е н и й п р а к т и ч е с к и н а р а з б а л а н с и р у ю т м о с т . Т а к и м о б р а з о м , исклю­ч а е т с я п о г р е ш н о с т ь , к о т о р а я м о г л а б ы б ы т ь п р и и з м е н е н и и температу­ры кабеля.В качестве вторичных п р и б о р о в д л я т е р м о м е т р о в сопротивленияпромышленности применяются также логометрические приборы.вСопротивлениетерморезистораопределяетсяеготемпературой.Последняя зависит не т о л ь к о от температуры о к р у ж а ю щ е й среды, нои от проходящего по нему т о к а .

Перегрев медного термометра т о к о мн е д о л ж е н п р е в ы ш а т ь 0,4 ° С , а п л а т и н о в о г о — О Д ° С . Д л я э т о г о т о кн е д о л ж е н п р е в о с х о д и т ь 10—15 м А .П о л у п р о в о д н и к о в ы е т е р м о р е з и с т о р ы . Ч у в с т в и т е л ь н ы й э л е м е н т по­лупроводниковоготерморезистора—термистора—изготавливаетсяиз о к и с л о в различных м е т а л л о в : меди, кобальта, магния, марганца ид р . Р а з м о л о т ы е в м е л к и й п о р о ш о к к о м п о н е н т ы п р е с с у ю т с я и спека­ю т с я в в и д е с т о л б и к а , ш а р и к а и л и ш а й б ы . В н а д л е ж а щ и х м е с т а х напы­ляютсяэлектродыиподпаиваютсяв ы в о д ы из медной проволоки.Д л я п р е д о х р а н е н и я о т а т м о с ф е р н ы х в о з д е й с т в и й ч у в с т в и т е л ь н ы й эле­м е н т т е р м и с т о р а п о к р ы в а ю т з а щ и т н о й к р а с к о й , п о м е щ а ю т в гермети­зирующий металлический корпус или запаивают в с т е к л о .Сувеличениемется.Ихтемпературы сопротивление термисторовфункциюпреобразования(рис.

4.44)уменьша­обычно аппроксими­руют выражениемв1ТR t = Аег д е RtА(4.147),— сопротивление термистора при температуреи ВТ в Кельвинах;— п о с т о я н н ы е , з а в и с я щ и е от м а т е р и а л а и т е х н о л о г и и , п р и ч е мА з а в и с и т , к р о м е т о г о , о т р а з м е р о в т е р м и с т о р а и его ф о р м ы .Термисторы изготавливаются с20С)ся д л я измерения температур от|ностьноминальным сопротивлением(прио т 1 д о 2 0 0 к О м . В з а в и с и м о с т и о т т и п а о н и м о г у т применять­в6—10раз—100 д о 1 2 0 — 6 0 0 °С^<Их ч у в с т в и т е л ь -б о л ь ш е , чем чувствительностьм е т а л л и ч е с к о г о тер-| морезистора.

К р о м е т о г о , т е р м и с т о р ы имеют значительно меньшие мас| сы и р а з м е р ы .|'диаметром отнесколькоИмеются термисторы,0,006порядковд о 2,5выполненные вм е н ь ш е , чем у металлических терморезисторов.Малая теплоемкость обусловливает малую}180виде шариковм м . Теплоемкость таких термисторов наинерционностьтермисторов.Имеются термисторы с постояннойт е п л о в о й и н е р ц и е й н е с к о л ь к о мил­лисекундН е д о с т а т к о м т е р м и с т о р о в явля­е т с я н е л и н е й н о с т ь ф у н к ц и и преоб­р а з о в а н и я , б о л ь ш о й р а з б р о с и х па­р а м е т р о в , а т а к ж е с т а р е н и е и неко­тораянестабильностьхарактерис­т и к .

В течение п е р в о й н е д е л и их со­противление м о ж е т измениться на1—1,5%,азанесколькомесяцевеще на 1%. В д а л ь н е й ш е м и з м е н е н и ес о п р о т и в л е н и я т е р м и с т о р а происхо­дитмедленнее, непревышая0,2%в год.WТермисторы обычно включаютсявсхему неравновесногоматическогочтомоста.обусловленобольшимпреобразователей.ются силиКоимеютменением "параметровиндивидуальнуюразбросомвторичномупомощью двухпроводного80Рис. 4.44авто­Приборы60параметровприборуиградуировку,характеристиктермисторыподсоединя­к а б е л я .

П о г р е ш н о с т ь , в ы з в а н н а я из­к а б е л я , ничтожна,чувствительность термистора м н о г опосколькусопротивлениеиб о л ь ш е с о п р о т и в л е н и я л и н и и свя­зи и ее ч у в с т в и т е л ь н о с т и к и з м е н е н и ю т е м п е р а т у р ы .Термисторыприменяются дляи з м е р е н и я т е м п е р а т у р ы в т е х случа­я х , к о г д а н е т р е б у е т с я в ы с о к а я т о ч н о с т ь , н о н у ж н о и з м е р и т ь темпера­турумалыхобъектов, обладающих малой теплоемкостью.

Онииспользуются, например,рованногооргановдятвнаостриеживогоиглы,можноорганизма.различныхшироков б и о л о г и и . С п о м о щ ь ю т е р м и с т о р а , смонти­приборахизмеритьШирокоетемпературу внутреннихприменениед л я температурнойтермисторынахо­к о р р е к ц и и характери­стик приборов.4.2.11.Фотоэлектрические преобразователиП р и н ц и п д е й с т в и я и о с н о в н ы е т и п ы п р е о б р а з о в а т е л е й . Фо­тоэлектрическийпреобразовательприборногопреобразователя. Имеются тризователис(фотоэлемент),представляетныйвнешнимфотогальваническиеиспользуемыйтипафотоэффектом, спреобразователи.всобойфотоэлектрон­качествеизмеритель­преобразователей:преобра­внутренним фотоэффектом иНаибольшееприменениенашлипреобразователи двух последних типов.Кныепреобразователямисвнешнимавтоэффектомотносятсявакуум­газонаполненные фотоэлементы и фотоэлектронные умножите181*"0+оРис.

4.45ли.Вакуумныефотоэлементысостоятизвакуумированнойстеклян­ной к о л б ы , с о д е р ж а щ е й два э л е к т р о д а : анод и к а т о д . При освещениифотокатодаЕслиподмеждувлияниеманодомфотоновсветаи фотокатодомэлектроны образуют электрический ток;нами,егоназываютДляфототоком.онэмитирует электроны.приложено напряжение, тофотоэмиссииэлектроновх о д и м о , ч т о б ы э н е р г и я ф о т о н а Е = vh , г д е v — ч а с т о т а с в е т а ;стояннаяэтип о с к о л ь к у о н в ы з в а н фото­Планка, была больше работы выхода электроновнеоб­— по­hФ , харак­т е р н о й д л я д а н н о г о м а т е р и а л а ф о т о к а т о д а .

Ч а с т о т а vrp = ф/h называет­сякраснойг р а н и ц е й ф о т о э ф ф е к т а , а с о о т в е т с т в у ю щ а я е е д л и н а вол­ны Х г р = с/vrp, г д е с — с к о р о с т ь с в е т а , — д л и н н о в о л н о в ы м п о р о г о м фо­тоэффекта.ЕслиX > Хгр, то н и к а к а я интенсивность света не можетвызвать ф о т о э ф ф е к т .Газонаполненныйопределенноеходитусилениеныхфотоэлементаналогиченвакуумному, нозаполнение.Благодаряионизациигазовоетокафотоэмиссии.фотоэлектрическихФотоэлектронный умножительснабженныйсистемойФК,кусируетсямируетсядинодкоторыйдиафрагмойэмитируетДНапряжениена было достаточно д л ядлявыше,имеетпроис­газонаполнен--чемувакуумных.— это в а к у у м н ы й фотоэлемент,усилениятокафотоэмиссии.п о к а з а н а н а р и с .

4 . 4 5 . С в е т падает н а фо­электрическимЭх.(ФЭУ)электродовП р и н ц и п и а л ь н а я с х е м а ФЭУтокатодЧувствительностьпреобразователейгазаполем,инаэлектроны.Потоксоздаваемымнаправляетсянаэлектроновэлектродомускоряющийдиноде т а к о в о , чтобы энергииЭ,фо­фор­электрод—фотоэлектро­в т о р и ч н о й э м и с с и и э л е к т р о н о в .

Р е ж и м рабо­т ы т а к о в , что п р и в т о р и ч н о й э м и с с и и и с п у с к а е т с я б о л ь ш е э л е к т р о н о в ,чемпадаетПотокнадинод. Такэлектронов,щ и е д и н о д ы Э2происходитусиленныйдинодомусилениеЭх,потокаэлектронов.н а п р а в л я е т с я н а следую­— Э5, у с и л и в а е т с я и с о б и р а е т с я а н о д о м А.

А н о д н ы йт о к ФЭУ д о в о л ь н о м а л и т р е б у е т д о п о л н и т е л ь н о г о у с и л е н и я . Д л я э т о - 'гоонтаниеп р е о б р а з у е т с я в н а п р я ж е н и е с п о м о щ ь ю с о п р о т и в л е н и я RH. Пи­ФЭУпроизводится сФотоэлектронные182п о м о щ ь ю д е л и т е л я н а п р я ж е н и я Rxумножителиимеютвысокую— R$.чувствительностьиРис. 4.46используются10"5дляизмеренияЧувствительныйэлементфектом(фоторезисторов)нанесенслойВоченьмалыхсветовыхпотоков(долк).качествепреобразователейвыполненвполупроводниковогофоточувствительноговидесвнутреннимпластинки,фоточувствительногоматериалаобычнофотоэф­накоторуюматериала.используетсясер­нистый кадмий, селенистый к а д м и й или сернистый свинец.ЭлектропроводностьвозбуждениемПривозбуждениилентнойроновполупроводниковыхэлектроновматериаловввалентнойзонеэлектроныпереходятвзоне появляются д ы р к и .увеличивается,чтоиобусловленапримесныхзонудляосвещенностяхроноввызываетсернисто-свинцовыхпреобразователяпропорциональнов ва­При о с в е щ е н и и в о з б у ж д е н и е э л е к т ­увеличениеэлектропроводности.Красная граница фоторезисторов находится в и н ф р а к р а с н о йнапример,уровнях.проводимости;Хгрчислоосвещенности,=2,7мкм.возбужденныхегоПриобласти,небольшихсветомэлектрическаяэлект­проводи­мостьG = 1ф/и,г д е /ф(4.148)— фототок;U — напряжение, приложенное к преобразователю,также пропорционально освещенности.Прибольшихосвещенностяхпропорциональностьн а р у ш а е т с я .

Ти­пичная з а в и с и м о с т ь ф о т о т о к а о т о с в е щ е н н о с т и п р и в е д е н а н а р и с . 4 . 4 6 , д .Чувствительностьфоторезисторовопределяетсякратностью измененияих с о п р о т и в л е н и я . Д л я н е к о т о р ы х т и п о в она достигает значенияК = RjRioo =где RTs10 ,(4.149)— т е м н о в о е с о п р о т и в л е н и е , т. е. с о п р о т и в л е н и е н е о с в е щ е н н о г опреобразователя;зисторовлинейнаRwo— с о п р о т и в л е н и е п р и Е = 2 0 0 л к . ВАХ ф о т о р е -(рис.4.46,6),т.е. ихс о п р о т и в л е н и е не зависит от183Oj020 40 60 80 100U,BРис. 4.47приложенногояннойнапряжения.времениИнерционностьхарактеризуетсяпосто­т.

У с ф н и с т о - к а д м и е в ы х п р е о б р а з о в а т е л е й т л е ж и т вп р е д е л а х 1—140 м с , у с е л е н и с т о - к а д м и е в ы х — 0,5—20 м с .Фоторезисторыимеютпротивлениезависитторов.уменьшенияДляотвысокуючувствительность.Однакоихсо­т е м п е р а т у р ы п о д о б н о с о п р о т и в л е н и ю термис­температурнойпогрешности онивключают­с я в с м е ж н ы е плечи м о с т а .Фотогальваническиеэлектронныеры.представляютпреобразователиприборы с р-и-переходом:При освещениисобойфотодиодыфото­и фототранзисто­перехода создается дополнительная концентрациян о с и т е л е й в и - с л о е .

Характеристики

Список файлов книги