Электростатические преобразователи механических величин
Емкостной преобразователь – в виде конденсатора, емкость которого зависит от измеряемой неэлектрической величины. Бывают с плоскостными и цилиндрическими электродами.
Функция преобразования зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды между электродами, площади взаимодействия обкладок, расстояния между ними, а во втором случае от длины цилиндрической поверхности и радиусов цилиндров.
Такие преобразователи используются для измерения свойств материалов и для измерения перемещений.
Используя дифференциальный преобразователь можно расширить диапазон преобразования.
Верхний и нижний электроды неподвижны, а средний может перемещаться, реагируя на соответствующее изменение измеряемой величины.
Пьезоэлектрический преобразователь использует прямой пьезоэлектрический эффект (электрическая поляризации некоторых диэлектриков при механическом напряжении в их кристаллах). Существенная особенность – знакочувствительность, т.е. изменение знака заряда при переходе от сжатия к растяжению. Такие преобразователи нельзя использовать для статических входных величин (генерируемый заряд постепенно стекает с поверхности преобразователей из-за конечного входного сопротивления).
Электромагнитные преобразователи механических величин
В индуктивных преобразователях используется зависимость индуктивности катушки от изменения сопротивления магнитной цепи. Преобразователь с переменной длинной воздушного зазора:
Функция преобразования Lx зависит от числа витков катушки, площади поперечного сечения магнитной цепи, длины воздушного зазора.
Для увеличения чувствительности: дифференциальный индуктивный преобразователь.
Состоит из неподвижных П-образных магнитопроводов с обмотками и подвижного «якоря» из магнитного материала.
Индуктивные преобразователи с переменной площадью воздушного зазора. Они имеют почти линейную функцию преобразования.
Ммагнитоупругие преобразователи: разновидность индуктивных.
В них используется зависимость магнитных свойств ферромагнитного материала от механических упругих деформаций.
Трансформаторные преобразователи по конструкции напоминают индуктивные и могут быть как с переменным воздушным зазором, так и с переменной площадью воздушного зазора.
Но у них выходной величиной является не индуктивность, а ЭДС. Для этого обмотка W1 запитывается током от источника переменного напряжения, а выходной сигнал снимается с обмотки W2. В данных преобразователях отсутствует гальваническая связь между питающими и выходными цепями, а следовательно значительна их помехозащищенность.