Электростатические преобразователи механических величин

Емкостной преобразователь – в виде конденсатора, емкость которого зависит от измеряемой неэлектрической величины. Бывают с плоскостными и цилиндрическими электродами.

Функция преобразования зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды между электродами, площади взаимодействия обкладок, расстояния между ними, а во втором случае от длины цилиндрической поверхности и радиусов цилиндров.

Такие преобразователи используются для измерения свойств материалов и для измерения перемещений.

Используя дифференциальный п реобразователь можно расширить диапазон преобразования.

Верхний и нижний электроды неподвижны, а средний может перемещаться, реагируя на соответствующее изменение измеряемой величины.

Пьезоэлектрический прео бразователь использует прямой пьезоэлектрический эффект (электрическая поляризации некоторых диэлектриков при механическом напряжении в их кристаллах). Существенная особенность – знакочувствительность, т.е. изменение знака заряда при переходе от сжатия к растяжению. Такие преобразователи нельзя использовать для статических входных величин (генерируемый заряд постепенно стекает с поверхности преобразователей из-за конечного входного сопротивления).

Электромагнитные преобразователи механических величин

В индуктивных преобразователях используется зависимость индуктивности катушки от изменения сопротивления магнитной цепи. Преобразователь с переменной длинной воздушного зазора:

Функция преобразования L_x зависит от числа витков катушки, площади поперечного сечения магнитной цепи, длины воздушного зазора.

Для увеличения чувствительности: дифференциальный индуктивный преобразователь.

Состоит из неподвижных П-образных магнитопроводов с обмотками и подвижного «якоря» из магнитного материала.

Индуктивные преобразователи с переменной площадью воздушного зазора. Они имеют почти линейную функцию преобразования.

Ммагнитоупругие преобразователи: разновидность индуктивных.

В них используется зависимость магнитных свойств ферромагнитного материала от механических упругих деформаций.

Трансформаторные преобразователи по конструкции напоминают индуктивные и могут быть как с переменным воздушным зазором, так и с переменной площадью воздушного зазора.

Но у них выходной величиной является не индуктивность, а ЭДС. Для этого обмотка W1 запитывается током от источника переменного напряжения, а выходной сигнал снимается с обмотки W2. В данных преобразователях отсутствует гальваническая связь между питающими и выходными цепями, а следовательно значительна их помехозащищенность.