Принципи побудови акустичних датчиків. Конструкції й технічні характеристики сучасних датчиків. Аналіз можливих варіантів побудови датчиків акустичних хвиль. Принцип дії та функціональна схема термодатчика. Розрахунок порогової чутливості термодатчика.
Автоматизація різних технологічних процесів, ефективне керування різними агрегатами, машинами, механізмами вимагають численних вимірів різноманітних фізичних величин. У цей час існує приблизно наступний розподіл частки вимірів різних фізичних величин у промисловості: температура - 50%, витрата (масовий і обємний) - 15%, тиск - 10%, рівень - 5%, кількість (маса, обсяг) - 5%, час - 4%, електричні й магнітні величини - менш 4%. Широкий діапазон вимірюваних температур, розмаїтість умов використання засобів вимірів і вимог до них визначають, з одного боку, різноманіття застосовуваних засобів виміру температури, а з іншого боку, необхідність розробки нових типів первинних перетворювачів і датчиків, що задовольняють зростаючим вимогам до точності, швидкодії.В основі роботи будь-яких температурних датчиків, що використовуються в системах автоматичного керування, лежить принцип перетворення вимірюваної температури в електричну величину. Це обумовлено наступними позитивними характеристиками електричних вимірів: електричні величини зручно передавати на відстань, причому передача здійснюється з високою швидкістю; електричні величини універсальні в тому розумінні, що будь-які інші величини можуть бути перетворені в електричні й навпаки; вони точно перетворяться в цифровий код і дозволяють досягти високої точності, чутливості й швидкодії засобів вимірів. Акустичні датчики засновані на залежності швидкості поширення звуку в газах від їхньої температури й використовуються в основному діапазоні середніх і високих температур. Якщо для використаного перетворювача не відомі коефіцієнти А и В, алі відомі опори R1 й R2 при Т1 і Т2, то опір і коефіцієнт В для будь-якої іншої температури можна визначити зі співвідношень: IMG_2dfcb4f6-d4d9-4b22-bfeb-720dd8698ac4 Недоліками напівпровідникових терморезисторів, що істотно знижують їхні експлуатаційні якості, є нелінійність залежності опору від температури (рис.Коли хвиля поширюється усередині матеріалу або по його поверхні, будь-які зміни характеристик траєкторії поширення хвилі впливають на швидкість й/або амплітуду хвилі. Такі хвилі відомі як поверхневі акустичні хвилі (ПАХ), хоча їхні частоти відповідають області ультразвуку. Переміщення часток поперечних, або зсувних, в хвилі відбувається по нормалі відносно напрямку поширення хвилі. Цікавими для датчиків можуть бути також інші акустичні хвилі, такі як: плоска згінна хвиля, хвиля Лява, приповерхня акустична хвиля й хвиля Лемба. У датчику горизонтально поляризованих акустичних плоских хвиль (рис.2.3), хвиля поширюється між верхньою й нижньою поверхнею пластини, що дозволяє проводити вимір на обох сторонах.Невідшкодовані температурні коливання, які заважають роботі датчиків тиску на ПАХ може бути мінімізований шляхом приміщення зразкового пристрою виміру на ПАХ поруч із що вимірює ПАХ на ту ж підкладку й змішуючи два сигнали. Датчик крутного моменту на пристрої з ПАХ, нерухомо прикріпленого до плоского місця на валу, й вал піддається крутному моменту, цей крутний момент піддає напрузі датчик і перетворює його в бездротової, пасивний, легкий датчик крутного моменту. Якщо вал обертається в одну сторону, тоді датчик перебуває в стані натягу, при обертанні в іншому напрямку датчик перебуває в стані стиску. Додавання другого ПАХ ефективно мінімізує температурні коливання датчика тиску на ПАХ. У тій же категорії 434 Мгц датчик YZ-зрізу ниобата літію на ПАХ був використаний як вилучений датчик води, а 86 Мгц датчик XY-зріз кварцу на хвилях Лаві був продемонстрований як датчик льоду.Порогову чутливість термодатчика визначимо як відношення чутливості DT=0,2 мкс до часу затримки радіолокаційного сигналу РЛС середньої точності до зміни часу ПАХ в лінії затримки DT=2L / (V KV) довжиною L=10 мм в діапазоні вимірювання температури ТВМ Однак на вимірювання термодатчику будуть впливати інші невимірювані параметри, як то зміна тиску Р чи превантаження (в тому числі центробіжні та лінійні), перешкоди в радіолокаційному каналі. Для вимірювання та компенсації цих впливів, а також для однозначного визначення досить малопотужного імпульсу відгуку термодатчику на підложці формується декілька відбивачів (рис. В випадку 1 всередині елементу масою m і теплоємністю c виділяється потужність Р і температура Q2 зростає до встановленого значення: IMG_7154952d-4aba-4db0-9549-b36f46d651db , IMG_8cbe8c0b-1d64-45af-b14e-6de3346fbe5e , IMG_53902b78-b473-4243-9137-73a31de1ffc3 . де S - поверхня теплоообміну, x-коефіцієнт тепловіддачі, Т - постійна часу. Від t1 до t2 (рис.6.1,в) формуються температурні градієнти, за час Т - постійну часу - відбувається 70% перехідного процесу.На цю статтю ставляться витрати на придбання й доставку основних і допоміжних матеріалів, необхідних для дослідно-експериментального пророблення розвязку, для виготовлення дослідного зразка встаткування. Сюди включаються як вартість матеріалів, що витрачаються при виготовленні зразків, так і матеріалів, необхідних для оформлення необхідної документації (ватман, калька, канцелярські матеріали й т.п.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
