28
1.2 – кестенің жалғасы
1
2
- салыстырмалы шифратор
- LVDT
-байланыссыз
Фото датчиктер
-Фотокедергі
-Фотодиод
Фотосенсор
діріл датчигі
- Пьезоэлектрлік датчик
-Құйынды ток датчик
индуктивті датчик (велосиметр)
бұрыштық қалып датчик
Сельсин
Бұрыш-код түрлендіргіші
RVDT
шығыс сигналының сипаты бойынша
Дискретті
Аналогті
Сандық
Импульсті
механикалық шамалар датчигі
Ротордың салыстырмалы кеңейу датчигі
абсолютті кеңейу датчигі
Кіріс шамаларының саны бойынша
бірөлшемді
көпөлшемді
Сигналды тасымалдау ортасы бойынша
өткізгішті
сымсыз
Дайындалу технологиясы бойынша
Элементті
интегралды
Радиоактивтілік
іс әрекеті бойынша
опто-талшықты
Оптикалық датчиктер (фотодатчик)
Магнитті электрлік датчик ( Холл әсері
негізінде)
Пьезоэлектрлік датчик
Сыйымдылықты датчик
Ылғалдылық датчигі
Тензотүрлендіргіш
Потенциометрлік датчик
Индуктивті датчик
Индукциондық датчик
Көрнекілік үшін ФШД жіктелуін құрылымдық сызба түрінде келтірейік,
онда әрбір датчик (сенсор) тобына сызбадан жеке іріленген ұяшық сәйкес
келсін (сурет 1.9, 1.10), олардың әрқайсысы өз кезегінде әрі қарай терең
жіктелуге ашыла алатын мүмкіндігі болсын (сурет. 1.11).
29
Сурет 1.9 - Датчиктерді құрылымдық–технологиялық көрсеткіштері
бойынша жіктелуі
Сурет 1.10 - Датчиктердің іс әрекеті бойынша жіктелуі
30
Сурет 1.11 - Механикалық датчиктердің ақпараттық сигналдардың физикалық
табиғаты бойынша жіктелуі
ФШД физикалық принциптері бойынша түрленуінің толық жіктелуі 1.12
суретте келтірілген. Онда казіргі кезеңде дәстүрлі сонымен қатар жаңа
микроэлектронды датчиктерде, ФШД қолданылып жүрген түрлендірудің
физикалық принциптері бейнеленген [19,20].
Сурет 1.12 - Физикалық шамалардың физикалық принциптері бойынша датчик–
түрлендіргіштердің жіктелуі
31
1.3.2 Жиіліктік физикалық шамалар датчиктері құрылымына шолу және
талдау жасау
Ресей және басқада шет ел фирмалары шығарған ФШД әртүрлі типтері мен
түрлерінен датчиктер жиілік типтерін қарастырамыз. Бұл датчиктер типі
жоғары уақыттағы тұрақтылығы мен жиілік сигналды сандық сигналға
қарапайым түрлендіруі бойынша ерекшеленеді. Мұнымен қоса атап өтетін
болсақ, жиілік сигналдың бір тиімді жағы, кең таралған электронды жиілік
өлшеуіштер мен осциллограф көмегімен тура дәлдікпен өлшеу және визуалдау
мүмкіндігінің болуында [20, с. 60].
Жиілік датчиктер тобына, дәстүрлі топтардан – металдық резонаторлар
негізінде өзгеше – жолдық және цилиндірлік–кварцтік те кіреді [21].
«ЭлПА» фирмасы Зеленоград қаласында шығаратын преспективті
механикалық параметрлі кварцтік пьезорезонансті датчиктерді қарастырайық
[22]. Мұндай датчиктердің СЭ ретінде монокристаллды кварцтан жасалған
пьезоэлектрлік резонаторлар қолданылады, ол тура және кері пьезоэффектті
құбылысты электромеханикалық жүйені құрайды, олардың амплитудасына кері
болатын, механикалық тербеліс пен электр сигналының электрлік қозғау
жүйесін біріктіреді. Әдетте кварцтік пьезоэлемент (КПЭ) күш беруші мембрана
немесе балка(бөрене) периметрі бойынша немесе екі нүктеге бекітіледі.
Қысым әрекетінен мембрана өзгеріске ұшырайды, сәйкесінше КПЭ жиілік
тербелісі өзгеріске кері өзгереді. 1.13 суретте кварцтік СЭ құрылымының
моделдері келтірілген.
а) б)
а) - Quartzdyne (США) фирмасының жоғары жиілікті (ЖЖ) көлем сығу;
б) - СКТБ ЭлПА (Ресей) фирмасының төмен жиілікті камертонды мембрана типі
Сурет. 1.13 - Кварцтық ПЭСЭ моделі құрылымы
Кварцті СЭ пайдаланып, жиілігі оларға қысым әсер еткенде өзгеретін,
шетел фирмалары (бұлар: Quartzdyne, Spartek Systems, EpsonToyocom және т.б.)
прецизионды қысым датчиктерін әзірлеп және өндіруде.
32
Қысымның кварцтік датчиктері сиымдылықты және пьезорезистік СЭ
алдында бірқатар артықшылықтары бар. Бұл артықшылықтар СЭ датчиктер
дайындалған монокристаллды кварцтің ұзақ уақытты тұрақтылығына, 60
0
С
дейін +150
0
С аралығында кең диапазонды температурамен әсер еткенде СЭ
жиілік тербелісінің аз өзгерісі мен шығыс сигналдарының жиілігінің болуымен
туындалады. Бұл өз кезегінде мынадай артықшылықтарға алып келеді:
-
Жоғары шешімді қабілеттілігі 0,001 % ;
-
Қысым өлшеудің жоғары дәлдігі (температураның кең диапозоны 0,01 % ;
-
Ұзақ уақытқа тұрақтылығы (жылына 0,01% );
-
Кең диапозондағы температурада жұмыс жасау мүмкіндігі 250
0
С дейін;
-
Қосымша қателіктер көзі болатын АСТ өлшеу арнасынан алып тастау
мүмкіндігі;
-
Микропроцессор көмегімен сигналмен жұмыс жасау мүмкіндігі.
Өнеркәсіп игерген және манометриялық және термосезімтал кварцтік СЭ–
ді жалпылама шығарады, олардың негізінде жоғары техникалық
сипаттамаларға ие температура және қысым датчиктері дайындалады.
ООО «СКТБ ЭлПА» 0,0007 - 25 МПа қысым аралығындағы мембраналық
типті абсолютті қысымның кварцтік манометрлік СЭ және өлшеу модулін
шығарады - сурет 1.14;
Сурет 1.14 - Кварцтік СЭ (а) және ИМ (б) мембрана типті термосезімтал
пьезоэлементті ЖЖ
Оларда тензосезімтал элемент ретінде екі еселенген камертонды төмен
жиілікті пьзоэлемент жиілігі 40 дейін 50 кГц немесе жолақтық ЖЖ жиілігі 10
МГц пьезоэлемент қолданылады,
Шығарылатын серпінді қасиетті және кіші шығарылатын температураға
тәуелді тензосезімтал элементтерді күш беруші мембранамен қосатын немес
балкамен монокристаллды кварцтан жасалған СЭ–тің вакуумдық корпусында
орналасады.
СЭ элементтерінің барлық қосылысы жылдам балқытылатын шынылы
таңдалған ТСҰК жүргізіледі. Шыныны балқыту температурасы 500 ºС жуық.
Қосылыс шынының қалыңдығы 30 мкм аспайды.
Достарыңызбен бөлісу: |
