Принцип дії та функціональна схема пасивного термодатчика. Вибір принципу радіолокації для приладів на пасивних ПАХ-елементах. Принципи побудови акустичних датчиків та резонаторів. Розрахунок порогової чутливості та теплової інерційності термодатчика.
Аннотация к работе
2.7 Визначення необхідних параметрів, які впливають на поверхневі акустичні хвилі в пасивних Пах-елементахШвидкість V акустичних поверхневих хвиль чутлива до температури пропорційно KV коефіцієнту першого порядку та залежить від коефіцієнтів більш високого порядку (квадратичного, кубічного), які для різних видів матеріалу детально визначено в науково-технічній літературі. Час затримки хвилі в лінії затримки на термодатчику змінюється DTI відповідно зі зміною цією швидкості Опитуваня термодатчику здійснюється за допомогою радіолокаційної системи (РЛС) 1 середньої точності та середньої потужності. На самому термодатчику знаходиться антена 2 (рис.1), яку з‘єднано зі зустрічно-штирьовим перетворювачем (ЗШП) 3. Посланий РЛС 1 сигнал проходить відстань L0 близько 4 м до термодатчика, приймається антеною 2 та за допомогою ЗШП 3 перетворюється у ПАХ, яка біжить по підложці 4 спочатку до відбивачів 5 (їх повинно бути не менше двох), відбивається від них і прямує назад до ЗШП 3.Лінію затримки виконано у вигляді рознесених ЗШП 3 із п‘яти пар штирів та відбивачів 5 по 1 штирю в кожному, сформованих методом фотолітографії на поверхні кварцу шарами хром-мідь-нікель. Чутливий елемент за допомогою спеціального адгезійного клеючого складу встановлено в діелектричній прокладці 6, яка не дозволяє електричним наводкам у корпусі 7 впливати на чутливий елемент. Оскільки температурні покази не залежать від якості кріплення чутливого елементу, єдиними вимогами до клеєвого з‘єднаня є його термостійкість та надійність.Згідно ГОСТ 6651-78 термометр опору використовується для перетворення температури в діапазоні-200... 1100 С в опір. Платинові ТЕ мають високостабільний температурний коефіцієнт опору ТКО, гарну відтворюваність властивостей. 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_878042a7-df15-4b1e-ae85-c1a877918a4f Недоліками напівпровідникових терморезисторів, що істотно знижують їхні експлуатаційні якості, є нелінійність залежності опору від температури (рис. Виключення становлять термометри, призначені для вимірювання температури газу; для них показник теплової інерційності визначається як постійна часу при зануренні термометра в потік повітря, що має постійну швидкість 0,5 м/с.· З активною відповіддю - на обєкті передбачається наявність радиопередатчика (відповідача), що випромінює радіохвилю у відповідь на прийнятий сигнал . · З пасивною відповіддю - сигнал запиту відбивається від обєкта й сприймається в пункті прийому відповідно. Радіолокація заснована на наступних фізичних явищах: · Радіохвилі розсіюються на виявлених на шляху їхнього поширення електричних неоднорідностях (обєктами з іншими електричними властивостями, відмінними від властивостей середовища поширення). · Частота прийнятого сигналу одержує додатковий зсув щодо частоти випромінюваних коливань при переміщенні крапок прийому й випромінювання (еффект Доплера ), що дозволяє вимірювати радіальні швидкості руху мети відносно РЛС. У цьому випадку про відстань до обєкта судять по зміні фази сигналу генератора масштабної частоти за час поширення електромагнітних хвиль до обєкта й назад.Як джерело інформації у вимірювальних перетворювачах на пасивних елементах використовується механічна, або акустична, хвиля. Коли хвиля поширюється усередині матеріалу або по його поверхні, будь-які зміни характеристик траєкторії поширення хвилі впливають на швидкість й/або амплітуду хвилі. Ці хвилі поширюються в підкладці, а потім, для проведення необхідних вимірів, трансформуються назад в електричне поле. Такі хвилі відомі як поверхневі акустичні хвилі (ПАХ), хоча їхні частоти відповідають області ультразвуку. У виробництві пристроїв, що працюють на акустичних хвилях, використається фотолітографічний процес (рис.8); приблизно таким же способом виготовляються інтегральні схеми.Конструктивно пьєзорезонатори з коливаннями зсуву по товщині виконуються у вигляді тонких плоскопаралельних пластин (круглих або прямокутних) з відношенням довжини (діаметра) до товщини не менш 50 (рис. У резонаторах двох зазначених типів електроди збурення розміщаються в центрі поверхонь пьєзоелементів. На частотах понад 50 МГЦ вона стає менше 30 мкм, що створює труднощі виготовлення й експлуатації через низьку міцність пьєзоелементів. У порівнянні із системами кріплення резонаторів інших типів система кріплення пьєзорезонаторов з локалізацією енергії в істотно меншому ступені впливає на властивості резонатора як коливальної системи і його характеристики як перетворювачі параметра в частоту. Однак у цьому випадку умови поширення сдвиговой хвилі будуть у всіх крапках пьезоелемента ідентичні й, таким чином, при частотах вище частоти відсічення хвиля буде вільно поширюватися по всьому пьєзоелементу, а на частотах нижче частоти відсічення хвиля поширюватися не зможе в жодній з областей.Якщо зріз пьезокристалла відповідним чином повернути, тоді мода хвилі міняється ві
План
Зміст
Вступ
1 КОНСТРУКЦІЯ ТА ПРИНЦИП ДІЇ пасивного термодатчика
1.1 Принцип дії та функціональна схема пасивного термодатчика
1.2 Конструкція термодатчика
2 ОБГУНТУВАННЯ РОБОТОЗДАТНОСТІ ВИБРАНОЇ КОНСТРУКЦІЇ ПАСИВНОГО ТЕРМОДАТЧИКА
2.1 Вимоги до термодатчиків
2.2 Вибір принципу радіолокації для приладів на пасивних ПАХ-елементах
2.3 Принципи побудови акустичних датчиків
2.4 Принцип побудови резонаторів на ОАХ
2.5 Аналіз можливих варіантів побудови датчиків акустичних хвиль
2.6 Застосування датчиків на акустичних хвилях
Список литературы
Вступ
Вимірювальні перетворювачі на пасивних елементах (акустичні датчики) з розвитком автомобільної індустрії й індустрії телекомунікацій здобувають все більшу актуальність. Такі прилади будуються на фільтрах акустичних хвиль, комерційне використання яких почалося більше 60 років тому. Тільки в телекомунікаціях - у мобільних телефонах і на базових станціях - щорічна потреба в цих фільтрах близько 3 мільярдів. Ці прилади працюють із поверхневими акустичними хвилями й служать у передавачах полосними фільтрами як проміжних частот, так і частот радіохвиль. Крім того, акустичні датчики застосовуються в автомобільній індустрії (датчики крутного моменту й тиску в шині), медицині (хімічні датчики) і багатьох інших сферах (як датчики вологості, температури й т.д.). Причини такого широкого використання цієї технології в промисловості - невисока вартість, надійність, чутливість і витривалість приладів. Крім того, деяким з них не потрібні джерела живлення.