Датчики механических величин

Электродные процессы используют при конструировании различных средств измерения и преобразования информации датчиков механических и акустических величин, интеграторов, выпрямителей и стабилизаторов тока и т. п. Так на стыке электрохимии, автоматики и электроники возникло новое научное направление — хемотроника, задачей которого является разработка электрохимических преобразователей информации, или хемотронов. Развитие этого направления вызвано растущими потребностями в средствах технической кибернетики. [c.216]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевшего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е Си на катоде Си + + Че" Си б) реакция должна быть единственной, иначе точное интегрирование тока затруднено в) электролиты и электроды должны быть устойчивыми во времени г) реакции на электродах должны протекать с достаточно высокими скоростями. Таким требованиям могут удовлетворять некоторые электрохимические реакции, характеризующиеся потенциалами, лежащими между потенциалами водородного и кислородного электродов (рис. 66). При отсутствии в системе газообразных водородов и кислорода и при малой электрохимической поляризации электродов на них будут протекать лишь основные реакции. Системой, удовлетворяющей указанным требованиям, может быть 12+ + 2е ч 21" Е = 0,53 В. Потенциал ее положительнее потенциала водородного электрода и при рН< 11 отрицательнее потенциала кислородного электрода, поэтому в водных растворах в присутствии иода и ионов I" кислород и водород выделяться не будут. Эта реакция в прямом и обратном направлениях протекаете небольшой электрохимической поляризацией, следовательно, на электродах можно получить [c.367]

Наиболее распространенными датчиками механических величин являются параметрические, особенно датчики сопротивления. [c.84]

ДАТЧИКИ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН [c.61]

Хемотроны применяют в качестве датчиков механических и акустических величин, выпрямителей, реле времени, запоминающих, интегрирующих и других элементов информационно-вычислительных комплексов и для других целей. [c.421]

Помимо механических свойств резинового элемента, определяемых структурой, существенное влияние на динамические и акустические характеристики оказывают его геометрические параметры. Изучая закономерности изменения динамических свойств простейшей колебательной системы с одной степенью свободы (рис. 5) Б интервале частот 5— 5000 гц, можно получить информацию о роли геометрических параметров резинового элемента. Источниками вибраций сложили вибростенды. Ускорение вибраций определяли прецизионными измерителями с титано-цирко-ниевыми датчиками [11]. Величина ускорения непосредственно фиксировалась в дб. [c.100]

Назначение ДП механических величин состоит в том, чтобы по выходному сигналу, снимаемому с датчика, определить форму и величину внешнего воздействия Р(0-Для ДП малых механических величин можно ограничиться приближением линейного отклика. Кроме того, так как параметры системы остаются постоянными для временных интервалов, превышающих действие внешнего воздействия Р(0, систему можно считать инвариантной относительно временных сдвигов. Такие системы называются однородными или стационарными [122]. Для них связь между значением f((), измеряемым на выходе, и внешним воздействием P(t) определена следующим интегральным уравнением [c.261]

При измерении переменных во времени механических величин важно, чтобы частота собственных колебаний преобразователя была значительно выше частоты (скорости изменения) измеряемого усилия. Частота собственных колебаний преобразователя определяется его конструкцией, массой и модулем упругого элемента. Частота индуктивных и емкостных преобразователей, в которых измеряемая механическая величина непосредственно воздействует на расстояние между двумя элементами преобразователя, не может превышать 700—1000 гц. Частота упругого элемента датчика (а, следовательно, и наклеиваемого на него проволочного преобразователя) не выше нескольких тысяч герц. Наибольшая частота достигается при использовании магнитоупругих и пьезоэлектрических преобразователей. [c.135]

Прецизионные измерения пульсационных скоростей малоинерционными датчиками (например, термоанемометрами) показывают, что мгновенная скорость пульсационного движения имеет случайный спектр изменения величины и направления. Скорости пульсационного движения возрастают по мере увеличения критерия Ре. Турбулентное течение называется также вихревым, поскольку перемещение одной глобулы вещества инициирует перемещение другой глобулы из соседней точки на освободившееся место. Масштаб турбулентных пульсаций (вихрей) обычно различный — от крупных, сравнимых с характерным размером гидравлической системы, до самых мелких, размеры которых могут составлять миллиметры, десятые доли миллиметра и менее. Крупные вихри передают свою энергию вихрям меньшего масштаба, что в конечном счете приводит к диссипации механической энергии пульсационного турбулентного движения и переходу ее в теплоту. [c.11]

Когда сдвиговая волна создается в плоской подложке, величина деформации в граничном слое пропорциональна тому, насколько согласован сдвиговый механический импеданс Z с импедансом подложки. Если чувствительный датчик установлен так, чтобы измерить энергию отраженного импульса, то по относительному ослаблению интенсивности колебаний можно судить о свойствах исследуемого материала, поскольку ослабление [c.24]

Первичным датчиком может быть любой измерительный прибор, который преобразует измеряемую величину в механическое перемещение, или в электрический, или в пневматический сигнал. Любой измерительный прибор может быть снабжен дополнительным устройством для передачи результатов измерения по телеметрическому каналу. [c.431]

Выпускаемая в промышленном масштабе виброизмерительная аппаратура основана на электрических методах измерения. Преобразование механических колебаний а электрические происходит в магнитоэлектрических или пьезоэлектрических приемниках вибрации (датчиках). Поступающие от датчиков электрические сигналы усиливаются, преобразуются (интегрируются, дифференцируются) и поступают на регистрирующий прибор, отградуированный в абсолютных и относительных величинах. [c.128]

Следует отметить, что интерпретация хроматограмм, полученных при программировании температуры, а точнее — расчеты характеристик удерживания с целью идентификации, даже при простой линейной програ.мме весьма затруднены по сравнению с изотермическим режимом. Чем сложнее программа, тем труднее сравнивать результаты, рассчитанные из хроматограммы с табличными величинами. При нелинейной программе такая возможность практически исключена. Поэтому нелинейное температурное программирование не получило распространения, хотя технически осуществимо, например, с помощью фотосопротивления, следящего за начерченной на диаграмме программой, или шаблонов специальной формы, действующих как механический датчик программы. [c.78]

В связи с необходимостью повышения точности и чувствительности дилатометрических датчиков малых перемещений следует указать на возможность применения механотронов в качестве чувствительных элементов дилатометров. В работе Гончарского [68], посвященной описанию механически управляемых электронных ламп, говорится о возможности применения последних как для целей измерения линейных размеров (высокочувствительные микрометры), так и для измерения температуры. Автор указывает, что чувствительность механотронов многократно превышает чувствительность всех других датчиков малых перемещений, достигая в простейших случаях сотых долей микрона. Если использовать механотрон в качестве электронно-механического термометра, то можно получить чувствительность по температуре равную 0,001°. В этом случае автор отмечает относительно небольшой диапазон измеряемой температуры, величина которого не указывается. [c.277]

При использовании датчиков с механическими элементами для осциллографирования изменяющихся величин собственная частота колебаний датчика и шлейфа осциллографа должна быть в 4—5 раз выше. [c.119]

Рис. 1.10 Схема хжмо-тронного датчика механических величин.

В качестве приемников АЭ использовались пьезоакустические преобразователи. Чтобы использовать полученные с их помощыо данные, необходимо установить связь между входными механическими величинами приложенной к датчику суммарной силой F = J ods (интегрирование [c.210]

Чувствительный элемент (называемый та Кже датчиком) является одной из главнейших частей каждого регулятора. Возникающий в нем сигнал (импульс) воздействует на последующие звенья регулятора. Сигнал может выражаться в виде изменения величины давления, напряжения электрического тока, сопротивления электрического тока и т. д. Следовательно, различные измеряемые параметры технологического процеоса [температура, концентрация растворов, реакция среды (pH) и т. д.] превращаются с по(мощью чувствительного элемента в электрические или механические величины. В зависямости от природы измеряемого параметра и мощности возникающего сигнала применяют датчики различной конструкции (манометрический термобаллон, термопара, термометр сопротивления, электродная пара и т. д.). Основные типы датчиков описаны в разделе контрольно-измерительных приборов. [c.399]

Все сказанное и стимулировало разработку установок для измерения малых долговечностей. Эти установки должны были обеспечивать достаточно быстрое нагружение образца, а для регистрации малых времен разрыва необходима малоинерционная измерительная система. Поэтому измерения долговечности при кратковременном нагружении могут быть выполнены лишь с помошью специальной аппаратуры. Для изучения быстропро-текающих механических процессов очевидными преимуществами обладают безынерционные электрические методы измерения. Существенным элементом последних является датчик электрического сигнала, отображающего измеряемую механическую величину. Предназначенные для этой цели устройства (датчики) весьма разнообразны [94]. Сигнал, созданный датчиком, усиливается и затем регистрируется при помощи катодного или шлейфового осциллографа. [c.27]

Система регулирования паровой турбины состоит из исполнительных гидравлических сервомоторов с обратной связью на отсечной золотник, перемещающих регулирующие паровые клапаны турбины, и промежуточных гидравлических усилителей, преобразующих и передающих воздействия на исполнительные сервомото- ры от механических или электрических датчиков регулируемых величин. Расход масла в гидравлической системе регулирования складывается из расхода в статических (равновесных) режимах работы турбины и в динамических режимах для обеспечения необходимости скорости движения сервомоторов. Рассмотрим некото- [c.122]

Такой датчик, небольшой по размеру, наклеенный на деталь или образец, при нагрузке детали или образца также испытывает нагрузку. При этом специальная тензочувстви-тельная проволока удлиняется или сжимается, что приводит к изменению величины электросопротивления датчика. Таким образом, датчик является как бы преобразователем, у которого механические величины переходят в электрические, могущие измеряться точными электрическими методами. [c.292]

Спектротитрограф удобно применять для изучения кинетики химических реакций. При изучении кинетики при фиксированной величине pH необходимое зпачение pH устанавливается с помощью датчиков конечной точки титрования блока БАТ-12ЛМ. При отклонении pH от заданного значения ио сигналу с БАТа включается шприцевая бюретка и в систему добавляется необходимое количество титраита для восстановления заданного зиачения pH. С помощью механической регистрационной приставки иа диаграммной лепте самописца КСП вычерчивается график зависимости расхода титранта от времени, т. е. кинетическая кривая изучаемой реакции. Кроме того, если по ходу такой реакции расходуется или образуется поглощающее свет вещество, реакцию можно ироводить в спектрофотометрической кювете и параллельно с кинетической кривой расхода титранта получать зависимость изменения оптической плотности от времени. Сравнение двух кинетических кривых, получаемых одновременно и независимым образом для одной и той же реакции, дает более полную информацию о ее механизме. [c.283]

Электрохимическими преобразователями, или хемотронами, называют приборы и отдельные элементы устройств, принцип действия которых основан на законах электрохимии. Электрохимические системы такого рода выполняют роль диодов, датчиков, интеграторов, запоминающих устройств и соответственно выполняют функции выпрямления, усиления и генерирования электрических сигналов, измерения неэлектрических величин и др. В хемотронах происходят процессы преобразования электрической энергии в химическую, а также механической энергии в электрическую и др. В отличие от электронных устройств (ламповых и полупроводниковых), в которых перенос электричества осуществляется электронами, в электрохимических преобразователях заряды переносятся ионами. Согласно закону Фарадея, количество вещества, претерпевщего изменение на электроде, пропорционально количеству прошедшего электричества. Поэтому измеряя тем или иным способом количественное изменение вещества, можно определить количество электричества, т. е. интегрировать электрические сигналы. Для этого электрохимическая реакция должна быть а) обратимой, т. е. реакция на аноде должна быть обратной реакции на катоде. Например, на аноде Си — 2е на катоде Си + + 2е Си б) ре- [c.417]

Бомбы переменного давления являются старейшим устройством для псследования горения порохов ири высоких давлениях. При помощи простых механических датчиков измерялась кривая р (1). 1Иакоимальное давление в бомбе определялось, кроме того, по величине обжатия медного столбика ( крешера ). По форме кривой р ( ) можно получить ориентировочное представление о зависимости и (р) для исследуемого состава. Бомбы подобного типа часто называют манометрическими. Максимальное рабочее давление в таких бомбах доходит до нескольких тысяч атмосфер. [c.127]

Проскальзывание регистрируется электротахометром 21, принцип работы которого основан на взаимодействии двух встречных электросигналов, получаемых от двух датчиков. Один из них механически связан с барабаном, а другой подает постоянный сигнал, соответствующий частоте вращения барабана без торможения при данной скорости вращения образца. Общий сигнал регистрируется микроамперметром. При отсутствии торможения встречные сигналы равны и стрелка микроамперметра стоит на нуле. При торможении частота вращения барабана уменьшается и сигнал датчика барабана становится слабее. Стрелка микроамперметра отклоняется на величину, пропорциональную проскальзыванию барабана. [c.160]

Приборы с растянутой шкалой. Читаемость показаний может быть улучшена путем использования прибора с растянутой шкалой (со шкалой без нуля). Прибор для измерения температуры может давать показания от О до 1000" С с ценой деления от 2 до 3 на 100-миллиметровой шкале. Если область рабочих температур лежит между 600 и 800°, можно снабдить прибор шкалой от 600 до 800° с ценой деления о, градуса. Растянутая шкала улучшает читаемость, но точность прибора может увеличиваться, а может оставаться без изменений. При таких измерениях, как измерение давления, всегда можно проверить правильность показаний прибора на нулевой точке шкалы (отключив прибор). Прибор с растянутой шкалой может быть проверен таким способом, если на шкале имеется нуль. В механических приборах, где укрупнение делений может быть достигнуто только за счет увеличения передаточных чисел механических связей, растянутая шкала не увеличивает абсолютную точность, а наоборот, может даже ее уменьшить, если возросшая из-за увеличения передаточных чисел нагрузка будет искажать характеристику первичного элемента. С другой стороны, многие приборы, воспринимающие измерительный сигнал от датчика, характеризуются погрешностью (в процентах от разности пределов шкалы), которая не зависит от величины измеряемого сигнала. Например, самоуравновешиваюшийся потенциометр-самописец, измеряющий температуру с помощью чувствительного элемента — термопары, должен иметь ту же ошибку в [c.424]

Исследовалась система октан — вода. На рис. 2 приведено изменение выходного напряжения II датчика вязкости при непрерывном переходе зонда, расположенного в центре ячейки, из воздуха, через границу раздела (б) в октан и далее, через еще одну границу раздела (а), в воду с помощью подъемного столика. Наблюдаются три горизонтальных участка, соответствующих объемам контактирующих фаз, и минимумы, соответствующие двум поверхностям раздела. Рассчитанные по формуле 2м = аУсйУрт], где а — площадь зонда, е = 2я/ — частота колебаний, р — плотность, Т] вязкость, значения возд, воды, октана использовалпсь для нахождения калибровочной зависимости в координатах 2—1/ 7, представляющей собой прямую линию. В положениях зонда, соответствующих экстремумам рис. 2, включался электродвигатель, и при неизменной глубине погружения записывалось выходное напряжение датчика (рис. 2, а, б). В обоих случаях (а, б) наблюдались периодические изменения V и соответственно механического сопротивления. Можно экстраполировать полученные зависимости на случай большего удаления зонда от отражающей стенки и получить величину X, рассматривая ее далее как основное сопротивление, подвергающееся модуляции при перемещении зонда. [c.172]