|
|
Термоанемометр постоянной температурыТермоанемометры – приборы для измерения параметров движущихся сред (газов и жидкостей). Ими измеряют скорость течения, расход, тепловые характеристики. Принципиальная схема термоанемометра с поддержанием постоянной температуры терморезистора приведена на рис.10.3.
Рисунок 10.3 – Принципиальная схема термоанемометра постоянной температуры В качестве чувствительного элемента используется терморезистор RT, который помещается в среду, параметры которой необходимо измерить. Среда обтекает его со скоростью V. Терморезистор RT включен в мост R1, R2, R, RT, питание которого осуществляется напряжением Uп, стабилизирующемся с помощью схемы на транзисторе T1 и стабилитрона Д1. Сигнал с моста подается на ОУ1. Отрицательная обратная связь в схеме осуществляется по температуре разогрева датчика RT. Начальный разогрев датчику RT задаётся от стабилизатора напряжения (транзистор Т 1 и стабилитрон Д1). При нулевой скорости обтекания датчика термочувствительный мост сбалансирован. По мере увеличения скорости обтекания датчика его сопротивление изменяется из-за снижения температуры. Термочувствительный мост разбалансируется и напряжение измерительной диагонали моста, преобразованное операционным усилителем ОУ1, подаётся в суммирующую точку стабилизатора напряжения. Датчик разогревается за счёт добавки к начальному напряжению стабилизатора выходного напряжения ОУ1. На выходе термоанемометра выходное напряжение зависит от параметров схемы и потока:
Uвых=KRT[Ho(T-To)/(R+RT](1+(v /4 где: Т - температура в градусах Кельвина разогретого датчика; Т о - температура окружающей среды; K= R1 / R2 - коэффициент усиления ОУ1; RT -сопротивление разогретого датчика; Ro - сопротивление датчика без нагрева; R - постоянный резистор, включенный последовательно с терморезистором RT; H o - коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции; v - скорость потока; Независимо от температуры среды термоанемометр можно настроить на измерение скорости или расхода. Подобные приборы можно применять для измерения скорости потока воздуха в помещениях, исследованиях тепловых характеристик жидкостей, паст и т.д.
Датчик давления с ёмкостным преобразователем Электронная схема датчика давления может быть выполнена с выходом по частоте по схеме несимметричного мультивибратора (рис.10.4).
Рисунок 10.4 – Генераторная схема датчика давления.
В качестве чувствительного элемента используется емкость С, состоящая из кремниевой мембраны M и неподвижного электрода, выполняемым на подложке П. Ёмкостно-резисторная R - C цепочка является времязадающей для работы операционного усилителя ОУ1. При изменении давления p на мембрану M расстояние между ней и подложкой П изменяется – меняется и электрическая емкость С. Установившееся значение частоты f колебаний генератора на ОУ1 равно
где С- измерительная ёмкость преобразователя перемещений. Транзистор T 1, включенный по схеме эмиттерного повторителя, предназначен для усиления выходного сигнала по току.
Датчик влажности газов Конструктивно чувствительный элемент датчика влажности (гигрометра) выполнен (рис.10.5а) в виде пластины проводящего кремния – выполнен резистор Rk в виде полевого транзистора (МОП - резистор), имеющий электроды стока и истока (позиции 4 и 5 на рис.10.5а) и пористого электрода затвора 2, необходимого для проникновения в него влажного воздуха среды. На рис.10.5бприведена принципиальная схема электронного преобразователя, реализующая зависимость выходного сигнала от диэлектрической проницаемости резистора Rk. Управляемое влажностью сопротивление Rk включено в обратную связь операционного усилителя ОУ1.
Рисунок 10.5 –Датчик влажности:а)чувствительный элемент датчика влажности: 1 - кристалл кремния, 2 - пористый электрод затвора, 3 - защитная сетка, 4 и 5 – гребенчатые электроды стока и истока, 6 – герметические вводы, 7 – электронная плата; б) принципиальная схема датчика влажности.
Диэлектрическая проницаемость смеси газов теоретически может быть вычислена по известным диэлектрическим проницаемостям компонент и весовых долей, входящих в ее состав:
где e i, Gi - соответственно диэлектрическая проницаемость и весовая доля вещества, входящего в состав смеси, e - диэлектрическая проницаемость смеси веществ. В зависимости от влажности воздуха, находящегося в промежутке между электродами 4 и 5 – пористом электроде 2 (рис.10.5а), диэлектрическая проницаемость и проводимость резистора Rk будет изменяться. При постоянном R на выходе OУ2 будет равно
где: Uоп – опорное напряжение ОУ1, eвозд, eводы и eкр - соответственно постоянные значения диэлектрической проницаемости сухого воздуха, воды без примесей и окиси кремния; Gводы, Gвозд.- доли воды и воздуха. При соответствующем выборе параметров схемы зависимость выходного сигнала датчика от влажности Wабс выглядит следующим образом:
где   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
),
- крутизна статической характеристики датчика.