Металлический тензорезистор
Cтраница 3
 |
Угловой тензорезисторный акселерометр ( разрез.| Угловой пьезоэлектрический акселерометр. [31] |
Датчик деформации близок по механической схеме к датчикам относительного перемещения. Его механический импеданс должен быть по возможности малым, поскольку он включается параллельно жесткости участка измерения и тем самым уменьшает измеряемую деформацию. Но так как жесткость большинства объектов достаточно велика, требования к импедансу намного ниже, чем в датчиках относительного перемещения. Для измерения деформации применяют почти исключительно приклеиваемые металлические тензорезисторы - тензодатчики, действие которых основано на использовании тензорезистивного эффекта. Наиболее известными из них являются проволочные тензорезисторы ( рис. 17, а), предназначенные для измерения одноосной деформации. Усовершенствованы методы изготовления тензорезисторов, позволяющие получить высокую однородность свойств датчиков. Металлические тензорезисторы легко изгибаются и допускают накЛеи - вание на цилиндрические поверхности. [32]
В итоге даже при значительных деформациях сигналы на выходе мостов, составленных из таких тензорезисторов, незначительны. А для получения соответствующего сигнала, достаточного для приведения в действие измерительного механизма, градуированного в % или % о относительной деформации, необходимо применять довольно сложные схемы электронных усилителей, например, постоянного тока. Чувствительность измерения можно повысить при использовании полупроводниковых тензорезисторов, коэффициент тензочувствительности которых обычно в несколько десятков раз больше, чем у металлических тензорезисторов. [33]
 |
Емкостный измери тельный микрофон. [34] |
Датчики крутящего момента аналогичны датчикам силы и также основаны на методе упругого уравновешивания измеряемой величины. Угол закручивания измеряют либо по деформации кручения, либо по углу поворота двух сечений упругого элемента, находящихся на определенном расстоянии друг от друга. Первый метод широко распространен, что является следствием стремления унифицировать методы измерений и аппаратуру. Тензорезистивные преобразователи позволяют достичь этого благодаря их универсальности. Однако сигнал наиболее отработанных и прецизионных металлических тензорезисторов мал по абсолютной величине и при передаче по токосъемнику подвержен влиянию помех. Второй метод осуществляют с помощью двух растровых дисков, расположенных рядом, но опирающихся на упругий элемент возможно дальше друг от друга. [35]
В отличие от металлических тензорезисторов, сопротивление которых изменяется вследствие деформации поперечного сечения, в полупроводниковых тензорезисторах чувствительным к натяжению является удельное сопротивление, которое занимает очень широкий диапазон значений. Если удельное сопротивление проводников находится в диапазонах от 10 - 5 до 10 - 8 Ом. Помимо этого сопротивление полупроводников существенно зависит от содержания в них примесей, подбором которых можно изменять сопротивление в нужном направлении. Количество свободных носителей зарядов ( электронов и дырок) определяет проводимость, а, следовательно, и удельное сопротивление полупроводника. Если для металлических тензорезисторов коэффициент тензочувствительности k 2, то коэффициент тензочувствительности кремния k 125 - 135 при р-проводимости и k - ( 100 - - 130) при и-проводимости. Это позволяет существенно упростить аппаратуру для усиления выходного сигнала. [36]
У первой группы ( простые и дешевые конструкции), как правило, нет селекторов и распределителей; они имеют минимальное количество чувствительных элементов. Дат -, чики второй группы представляют современный уровень тензорезисторных датчиков. Они производятся многими фирмами-изготовителями и выпускаются, помимо прочего, с полупроводниковыми тензорезисторами. Третья группа - высокоточные конструкции, которые необходимы для весов, подлежащих клеймению. Их производство требует - если исключить отдельные случайные хорошие экземпляры, удовлетворяющие высоким требованиям, - больших знаний в области технологии. В настоящее время успех возможен здесь только при использовании металлических тензорезисторов. В противоположность данным о погрешностях в других показателях заметен меньший разброс. Это-обусловлено аналогичностью свойств тензорезисторов, подходящих для применения, и единым принципом конструирования. Данные, приведенные в табл. 3.6, примерно соответствуют современному уровню параметров. [38]
Датчик деформации близок по механической схеме к датчикам относительного перемещения. Его механический импеданс должен быть по возможности малым, поскольку он включается параллельно жесткости участка измерения и тем самым уменьшает измеряемую деформацию. Но так как жесткость большинства объектов достаточно велика, требования к импедансу намного ниже, чем в датчиках относительного перемещения. Для измерения деформации применяют почти исключительно приклеиваемые металлические тензорезисторы - тензодатчики, действие которых основано на использовании тензорезистивного эффекта. Наиболее известными из них являются проволочные тензорезисторы ( рис. 17, а), предназначенные для измерения одноосной деформации. Усовершенствованы методы изготовления тензорезисторов, позволяющие получить высокую однородность свойств датчиков. Металлические тензорезисторы легко изгибаются и допускают накЛеи - вание на цилиндрические поверхности. [39]
Страницы: 1 2 3