Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.4: Резистивні датчики

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    29372

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Датчики можуть бути виготовлені з ємнісних, індуктивних або резистивних матеріалів. Ці датчики можуть включати пряме перетворення енергії або можуть включати кілька процесів перетворення енергії. У розділах 2 і 3 були розглянуті пристрої ємнісного перетворення енергії. Ємність\(C\) паралельного пластинчастого конденсатора задається

    \[C= \frac{\epsilon A}{d_{thick}}. \nonumber \]

    Якщо діелектрична проникність\(\epsilon\)\(A\), площа поперечного перерізу або поділ пластин\(d_{thick}\) змінюються щодо будь-якого ефекту, ми можемо зробити ємнісний датчик. Ємнісні датчики - це калібровані пристрої, які передбачають перетворення енергії між електрикою та поляризацією матеріалу. Хоча більшість індуктивних пристроїв перетворення енергії виходять за рамки цієї книги, кілька таких пристроїв були розглянуті в розділах 4 і 5. \(L\)Індуктивність одного обороту індуктора задається

    \[L= \frac{\mu d_{thick}}{w}. \nonumber \]

    Якщо проникність\(\mu\)\(d_{thick}\), товщина або ширина\(w\) змінюються щодо будь-якого ефекту, ми можемо зробити індуктивний датчик, який використовує перетворення енергії між електрикою та магнітною енергією. Аналогічно опір\(R\) рівномірного резистивного пристрою задається

    \[R= \frac{\rho l}{A}. \nonumber \]

    Якщо питомий опір\(\rho\)\(l\), довжина або площа поперечного перерізу\(A\) змінюються щодо будь-якого ефекту, ми можемо зробити резистивний датчик. При подачі струму через резистивний датчик енергія перетворюється з електрики в тепло, а резистивний датчик калібрується так, щоб дане падіння напруги відповідало відомому зміні якогось параметра.

    Доступно багато резистивних датчиків. Потенціометр - це змінний резистор. У міру протікання через нього струму енергія перетворюється з електрики в тепло. При повороті ручки потенціометра довжина матеріалу, через який протікає струм, змінюється, тому швидкість перетворення енергії через пристрій змінюється. Детектор температури опору перетворює різницю температур в електрику [37, с. 88]. Датчики температури опору працюють на основі ідеї ефекту Томсона, розглянутої в розділі 8.5.1. У цих пристроях питомий опір змінюється в залежності від температури. При нанесенні деформації на резистивний тензодатчик змінюється як довжина, так і площа поперечного перерізу приладу. Датчики гарячого дроту Пірані використовуються для вимірювання тиску в середовищах низького тиску [37, с. 97]. У калібрі Пірані струм подається через металеву нитку, і нитка розжарювання нагрівається. Коли молекули повітря потрапляють на нитку, тепло передається від неї. Опір нитки розжарювання залежить від температури, і нитка швидше охолоджується в середовищі з більшою кількістю молекул повітря, ніж в середовищі при меншому тиску. Контролюючи опір нитки розжарювання, можна визначити тиск.