Другой тип - преобразователь
Cтраница 3
Для обеспечения автоматизированной обработки информации используют первичные или вторичные преобразователи, обеспечивающие выходной сигнал по напряжению. К ним относятся индуктивные, трансформаторные, вихретоковые, механотронные, пневмоме-хонотронный, растровые, фотоэлектрические и некоторые другие типы преобразователей. [31]
В качестве весовых датчиков дозаторов непрерывного действия используются автоматические уравновешивающие устройства гир-ного типа с маятниковыми противовесами, а в последние годы с электродинамометрическими, пневматическими, а иногда и гидравлическими уравновешивающими элементами. Помимо описанных в главе 13 типов преобразователей, воспринимающих перемещения чувствительного элемента и создающих выходной сигнал, в автоматических дозаторах непрерывного действия используются сельсины и некоторые другие типы преобразователей. В качестве регуляторов используются обычно серийные унифицированные элементы систем автоматического регулирования, а также некоторые специальные устройства, которые будут описаны ниже. Весьма широкое применение получили в автоматических весовых дозаторах непрерывного действия бесступенчатые вариаторы, позволяющие плавно изменять число оборотов исполнительных органов. [32]
Датчики для измерения механических усилий, крутящих моментов, давлений и напряжений строят на основе тензорезистивных, пьезоэлектрических, магнитоупругих преобразователей. При использовании промежуточных механических чувствительных элементов ( мембран, сильфонов, рычагов и др.) измеряемые механические параметры предварительно преобразуются в линейное перемещение и для измерения последнего применяют уже индуктивный, емкостный, фазоэлектрический и другие типы преобразователей. [33]
Таким образом, механическая энергия колебаний подвижной пластины используется для перемещения заряда в электрическом поле. Эта механическая энергия, затрачиваемая на перемещение заряда, преобразуется в электрическую энергию, которая выделяется в нагрузочном сопротивлении, и при этом энергия от объекта измерения не потребляется. Это является главным преимуществом преобразователей с динамическим конденсатором, которые позволяют измерять значительно меньшие токи, чем при использовании других типов преобразователей. Порог чувствительности подобных преобразователей может быть доведен до уровня тепловых шумов и изменений контактной разности потенциалов. [34]
Таким образом, механическая энергия колебаний подвижной пластины используется для перемещения заряда в электрическом поле. Эта механическая энергия затрачиваемая на перемещение заряда, преобразуется в электрическую энергию, которая выделяется в нагрузочном сопротивлении, и при этом энергия от объекта измерения не потребляется. Это является главным преимуществом преобразователей с динамическим конденсатором, которые позволяют измерять значительно меньшие токи, чем при использовании других типов преобразователей. Порог чувствительности подобных преобразователей может быть доведен до уровня тепловых шумов и изменений контактной разности потенциалов. [35]
Практика показывает, что разработка новых типов преобразовательных устройств должна вестись специалистами, обладающими глубокими знаниями в области теории преобразовательных схем, физики полупроводниковых приборов, методов построения систем: управления преобразователями, где в последнее время все шире используются цифровые схемы на основе последних достижений микроэлектроники. В то же время имеется большое число инженеров-электриков, а иногда даже и неэлектриков, которые, не являясь специалистами в области преобразовательной техники, должны по роду своей работы иметь с ней дело, например эксплуатировать готовые преобразовательные устройства или разрабатывать новые системы или какие-либо объекты, в которые преобразователи входят как составные части. Естественно, что специалисты такого рода должны понимать принцип работы преобразователей, иметь представление об их возможностях и основных особенностях, в частности о преимуществах и недостатках перед другими типами преобразователей ( например, перед вращающимися преобразователями, выполненными на базе тех или иных электрических машин); в некоторых случаях таким специалистам приходится рассчитывать и собирать простейшие схемы преобразователей. [36]
При этом нежелательно увеличение внешних размеров преобразователя, так как это расширяет поперечное сечение поля в ближней зоне и затрудняет контакт преобразователя с поверхностью ОК. Нежелательно также уменьшение площади рабочей поверхности, так как это приводит к понижению чувствительности к дефектам. Выполнить все эти требования одновременно не удается. Например, кольцеобразный преобразователь имеет более узкую диаграмму направленности, чем дискообразный и другие типы преобразователей при одном и том же значении внешнего размера. Однако увеличивается уровень помех от боковых лепестков, имеются значительные осцилляции в ближней зоне и уменьшается полезная площадь. [37]
 |
Устройство пьезоэлектрического преобразователя. [38] |
Малые вносимые потери и наиболее широкая относительная полоса пропускания имеют место, когда толщина преобразователя примерно равна половине длины волны механических колебаний в этом материале. Поэтому чем выше частота, тем тоньше должен быть преобразователь. Сделать преобразователь для работы на низких частотах ( меньше 100 Мгц) довольно просто; для этого достаточно взять подходящий диэлектрик с пьезоэлектрическими свойствами ( например, монокристаллический кварц) и прикрепить его к веществу, по которому распространяется звуковая волна. Серьезные трудности возникают при изготовлении преобразователя и прикреплении его к среде, по которой распространяется авук, в том случае, если рабочая частота выше 100 Мгц, что соответствует толщине преобразователя; 20 мкм. Поэтому для работы на высоких частотах используются другие типы преобразователей [3], но они не обладают высокой эффективностью и широкой полосой пропускания, необходимыми во многих ультразвуковых приборах, используемых на практике. Для того, чтобы преодолеть вти трудности, были начаты работы по исследованию пьезоэлектрических тонких пленок. Пленки, получаемые напылением в вакууме, можно легко выращивать на разнообразных подложках, н толщина их может составлять микроны и доли микрон. Поэтому ясно, что если можно вырастить достаточно хорошо ориентированные пленки пьезоэлектрического материала с большим удельным сопротивлением, преобразователи можно будет использовать вплоть до частот порядка гигагерц, заменив в них монокристаллические пластинки напыленными пленками. [39]
 |
Схема диодного смесителя. [40] |
В сантиметровом диапазоне волн вакуумные диоды создают слишком большой уровень шума и не могут быть использованы. В этом диапазоне широко применяют кристаллические смесители. Электромагнитное поле резонатора создается под суммирующим воздействием приходящего сигнала и гетеродина. Диод находится в пучности электрического поля. В цепи диода возникает ток, который, как и во всех других типах преобразователей, имеет составляющую про межуточной частоты. С усилителем промежуточной частоты смеситель соединяется посредством коаксиального кабеля. [41]
Возможны другие схемы турбосиловых расходомеров с приводом от электродвигателя. Большинство из рассмотренных схем может быть осуществлено также и без электродвигателей с приводом роторов за счет потенциальной энергии потока. У подобных приборов закручивание потока осуществляется неподвижным направляющим аппаратом типа шнека с косыми лопастями или же роторами турбинного типа, тоже с косыми лопастями. Отсутствие электродвигателей заметно упрощает конструкцию преобразователей расхода, но так как при этом теряется постоянство угловой скорости со вращения роторов, то существенно усложняется измерительная часть прибора. Здесь, как правило, приходится измерять два параметра с помощью двух тахометрических или же другого типа преобразователей. [42]
По принципу построения возбудители волн в многоволновом волноводе можно условно разделить на несколько типов. Возбудители, в которых одна волна преобразуется в другую путем плавного изменения формы поперечного сечения волновода, называют плавными преобразователями. Возбудители, в которых нужная волна возбуждается через ряд отверстий в общей стенке двух волноводов, один из которых обычно является одно-волновым прямоугольным волноводом, другой - многоволновым, иногда называют дифракционными преобразователями. При построении дифракционных преобразователей используется тот же принцип, что и для направленных ответвителей. В торцевых возбудителях рабочая волна возбуждается с помощью системы отверстий, штырей и петель в торце волновода. В преобразователях волн, основанных на так называемом резонансном переходе одной волны в другую, преобразование осуществляется на периодических нерегулярностях, повторяющихся в волноводе через длину волны биений. Изгиб круглого металлического волновода с постоянным радиусом кривизны может служить хорошим преобразователем волны На, в волну Е, и обратно. Существуют и другие типы преобразователей. Эта система изогнутых проволочек, напоминающих паука и названная паучковым преобразователем, почти полностью превращает магнитную волиу в электрическую. [43]
Страницы: 1 2 3