|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Влажность. Влажность практически постоянно присутствует в числе характеристик комплекса внешних условий. Она задается в относительных единицах (процентах) при определенной температуре, например: относительная влажность 80% при температуре 40° С. Высокая влажность может привести к быстрому разрушению электрических и механических элементов датчиков, снижению сопротивления изоляции, электрическому пробою, коррозии металлических элементов, снижению их механических характеристик. Основные способы защиты от влажности - герметизация, применение влагостойких покрытий и различного рода влагопоглотителей. Пониженное давление. В условиях пониженного давления датчики могут работать на самолетах, радиозондах, в космическом пространстве. Пониженное давление задается в миллиметрах ртутного столба или в паскалях. В реальных случаях датчик может оказаться в условиях пониженного давления, равного 10" Па (10~* мм рт. ст.). В условиях пониженного давления происходит выделение газов различными материалами и резко понижается сопротивление изоляции воздушных промежутков. Основное средство защиты - герметизация. Колебания питающих напряжений. Они в той или иной мере оказывают влияние на выходные характеристики практически всех датчиков, в основном приводя к изменению их чувствительности. Это в равной степени относится как к напряжению переменного тока промышленной сети, так и к автономным источникам питания, находящимся на борту различных движущихся объектов. Основное средство защиты - стабилизация напряжения. Электромагнитные поля. Влияние магнитного поля Земли и других источников электромагнитного излучения на датчики проявляется в возникновении паразитных ЭДС, наводимых в катушках индуктивности. Защита от электромагнитных полей, как правило, заключается в использовании проводящих металлических материалов для изготовления корпусов (кожухов и т. п.) датчиков. Агрессивная среда. Работа в агрессивных средах имеет место при контроле и исследовании режимов и параметров различных химических процессов, измерении давлений и расходов химически активных веществ в резервуарах, баках, трубопроводах и т. п. Элементы датчика, находящиеся в процессе эксплуатации в контакте с агрессивной средой, выполняют из материалов, стойких к воздействию соответствующей среды, например из различных марок нержавеющих сталей. В противном случае возможно быстрое разрушение материалов, ухудшение их механических и электрических свойств. Внутренние полости датчиков, как правило, герметизируют. Радиация, Радиация - сложное физическое явление. Это потоки частиц, электронов, нейтронов, -излучение и т. д., причем каждые из них обладают энергией. Энергии частиц или -у-квантов. проходящая в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к излучению, называется интенсивностью излучения. Интенсивность излучения может оцениваться его ионизационной способностью, определяемой значением экспозиционной дозы. Основные методы защиты: экранирование слоем материала с высокой плотностью или мощным магнитным полем. В числе прочих факторов, определяющих условия эксплуатации датчиков, можно назвать статическое давление (для датчиков пульсирующих давлений), линейные и угловые низкочастотные ускорения и др. В отдельных руководствах и нормалях, выпускаемых различными ведомствами, условия эксплуатации датчиков разделяют на категории и группы в соответствии с интенсивностью и количеством воздействующих факторов. Такое разделение весьма удобно как для изложения требований технических заданий, так и для организации процесса проектирования и испытаний. Глава 2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ДАТЧИКА 2.1. ДАТЧИК КАК ЦЕПЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Одним из основных положений современной теории измерительных устройств является положение об измерительном преобразовании [76, 113]. В соответствии с ним измерение рассматривается как процесс приема и преобразования информации об измеряемой величине, происходящий в измерительных устройствах. Структура измерительных устройств в связи с этим представляется в виде совокупности измерительных преобразователей, осуществляющих функциональные измерительные преобразования сигналов различной физической природы. Существует множество разновидностей измерительных устройств, но все эти устройства выполнены на основе ограниченного числа измерительных преобразователей, л Так в настоящее вреМя разработано много различных типов тензорезисторных датчиков. Это датчики для измерения усилий, деформаций, моментов и других физических величин. Датчики имеют различные пределы измерения, отличаются конструктивным исполнением, предназначены для" различных условий эксплуатации и т. д. Но, представляя тензорезисторные датчики в виде последовательной цепи измерительных преобразователей, можно заметить, что некоторые из этих преобразователей являются общими для всех датчиков. Каждый тензорезисторный датчик включает в себя такие измерительные преобразователи, как тензорезистор и измерительная цепь, независимо от того, является ли он датчиком усилия или перемещения. Очень многие тензорезисторные датчики включают в себя упругие элементы, преобразующие усилие или давление в деформацию. На рис. 2.1 представлена структурная схема тензорезистор-ного датчика усилий. Измеряемое усилие F с помощью упругого элемента преобразуется в деформацию А/. Деформация упругого элемента воспринимается тензорезистором и преобразуется в изменение сопротивления тензорезистора Аг, которое в измерительной цепи преобразуется в величину выходного напряжения. Эта структурная схема является общей для других тензорезисторных датчиков, у которых измеряемая величина с помощью тех или иных измерительных преобразователей преобразуется в силу. Такими преобразователями могут быть, например, мембрана для 0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |