В основу работы тензочуствительных преобразователей положен тензоэффект , заключающийся в изменении активного сопротивления проводника или полупроводника под действием в нём механических напряжений и деформаций.
∆R/R=S*∆l/l S-коэффициент тензочуствительности
Изменение сопротивления в проволке при механических воздействиях на неё объясняется изменением геометрических размеров и удельного сопротивления материала
.png)
Тензорезистор представляет собой тонкую зигзагообразную подложку и приклеенную к бумаге (1) проволку(2) .Преобразователь включается в электрическую цепь с помощью припаеваемых выводов(3).Для изготовления используют константановую проволку,диаметром 0.02-0.05мм.S-лежит в пределах 1.9-2.1. В качестве подложки используют тонкую 0.03-0.05мм бумагу ,а также плёнку лака или клея .Обычно сопротивлениетензорезистора лежит в диапазонеот 50 до 500 Ом.Применяются также фольговые преобразователи ,в которых вместо проволки используется фольга;плёночные тензорезисторы ,полученные путём возгонки тензочуствительного материала с последующим охлаждением его на подложку.Фольговые тензорезисторы пропускают больший ток и из них можно изготовить преобразователи сложной формы .
Достоинства:линейность функции преобразования ,малые габариты и масса ,простота конструкции.
Недостатки :малая чуствительность.
В тех случаях,когда требуется высокая чуствительность применяются тензорезисторы ,выполненные в виде полосок из полупроводникового материала .S достигает нескольких сотен.Однако они имеют нелинейную функцию преобразования и плохую восприимчивость характеристик.В настоящее время выпускаются полупроводниковые тензорезисторные датчики ,в которых полупроводник выращивается непосредственно на упругом элементе из кремния или сапфира.
Индуктивные преобразователи:
Их принцип действия основан на основан на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от его геометрических размеров и магнитной составляющей их магнитной цепи
Из приведённых формул следует,что индуктивность и взаимоиндуктивность можно изменить ,воздействуя на длину или площадь поперечного сечения воздушного зазора ,на магнитную проницаемость или на потери магнитопровода.
Индуктивный преобразователь с переменной длинной воздушного зазора
Он характеризуется нелинейной зависимостью L=f(б).Такие преобразователи применяются при перемещении якоря на 0.01-5мм.
Значительно меньшей чувствительностью ,но линейной зависимостью L=f(S) j,обладают преобразователи с переменной площадью воздушного зазора:
Эти преобразователи используются при перемещении до 10-15мм
Широко распространены дифференциальные преобразователи ,в которых под воздействием измеряемой величины одновременно и с разными знаками изменяются 2 зазора электромагнита
Дифференциальные преобразователи в соответствии с необходимой электрической цепью имеют более высокую чуствительность,меньшую нелинейность функции преобразования , испытывает меньшее влияние внешних факторов.
Для преобразования больших перемещений до 50-100мм применяются трансформаторные преобразователи с незамкнутой магнитной цепью без сердечника.При питании первичной обмотки переменным током и при симметричном положении якоря ЭДС на выходных зажимах =0.При перемещении якоря на выходных зажимах появляется ЭДС.
Индуктивные преобразователи могут использоваться для измерения угловых перемещений.Они состоят из ротора и статора,снабжёнными печатными обмотками.Если сердечник преобразователя подвергнуть механическому воздействию силой F,то вследствие изменения магнитной проницаемости,изменится магнитное сопротивление цепи,что повлечёт за собой изменение индуктивности L и взаимной индуктивности обмоток(М).На этом принципе основаны магнитоупругие преобразователи.Они имеют следущий вид:
Индуктивные преобразователи используютсядля преобразования перемещений и других величин ,которые могут быть преобразованы в перемещения(усилия ,давление,момент)
По сравнению с другими преобразователями перемещений индуктивные преобразователи отличаются значительными по мощности выходными сигналами,простотой и надёжностью в работе.Недостатки-обратное воздействие преобразователя на исследуемый объект,т.к магнит притягивает якорь и влияние якоря на частотные характеристики преобразователя
