и, следовательно, возникнет разность потенциалов, пропорциональная приложенной силе. Такое конденсаторное устройство позволяет измерять силы и любые физические величины, приводящие к их возникновению, - давление, ускорение, вибрации; оно представляет собой пьезоэлектрический датчик. Пьезоэлектрический эффект обратим: подвергнутый действию соответствующим образом ориентированного электрического поля, пьезоэлектрический материал деформируется; в частности, можно вызвать его возбуждение на его механическом резонансе (очень остром). Это свойство пьезоэлектриков используется при изготовлении ультразвуковых генераторов, фильтров, а также для управления частотой генерации; отсюда следует возможность реализации пьезоэлектрических датчиков другого типа, в частности кварцевых‚ резонанс которых возникает на определенной частоте‚ чувствительной к изменению различных физических величин (температуры, разд. 6.7, давления, разд. 13.55). Эти величины могут измеряться соответствующими датчиками.

11. Датчики ускорения, вибрации и удара Датчики ускорения можно классифицировать в зависимости от используемого физического явления, которое позволяет либо непосредственно измерить силу (пьезозлектрические датчики, датчики с уравновешиванием момента или силы), либо измерить ее косвенным путем по перемещению или деформации чувствительного элемента. Можно также классифицировать эти датчики по явлениям, для анализа которых они предназначены. Рабочая полоса частот этих явлений определяет в таком случае тип соответствующего датчика с учетом требуемой точности.

12. Датчики скорости, расхода и уровня жидкости Жидкость в широком смысле - это материальная среда, находящаяся в жидком или газообразном состоянии в определенных условиях по температуре, давлению и объему, связанных уравнениями состояния (которые выражаются термодинамическими диаграммами). Под действием внешних сил, вызванных, например, разностью давлений, жидкость может перемещаться. Изучение этих перемещений и макроскопических свойств среды, рассматриваемой как непрерывная, составляет предмет механики жидкостей. Механика жидкостей имеет обширные и разнообразные области приложения, например, в авиации, гидротехнике, метеорологии, физиологии, и это разнообразие влечет за собой большое различие приборного оборудования, в частности, датчиков и методов измерения.

13. Датчики давления жидкости. Непосредственное измерение давления. Помещая на ограничивающей стенке, находящейся под давлением, измерительные тензоэлементы (гл. 8), можно измерить их деформацию в зависимости от приложенного давления. Труба, в частности, может играть роль эффективного чувствительного элемента, деформирующегося под действием давления. Но она может подвергаться деформации также из-за изменения окружающих условий, вызывающих механические или термические напряжения, вследствие чего изменяется ее форма или свойства материала (например, модуль упругости Y, который зависит от температуры). Если речь идет о системе трубопроводов, то предпочтительно установить параллельно исследуемому трубопроводу специальную манометрическую трубку. Такая трубка, выполненная из специально подобранного материала, может сочетать большую деформацию, позволяющую увеличить чувствительность, с требованиями точности, что связано с нагружением ниже предела текучести, малым коэффициентом линейного расширения и т. д. Реализованная таким образом измерительная трубка, по существу, представляет собой датчик давления.

14. Вакуумметры Вакуумметры можно разделить на три основные группы в соответствии с зависящим от давления физическим эффектом или свойством, положенным в основу принципа действия прибора. Это: датчики на основе механических или тепловых эффектов, а также датчики, использующие электрические характеристики газа. В датчиках, основанных на механических эффектах, корпус датчика деформируется под действием разности давлений; Деформация является вторичной измеряемой величиной, которая преобразуется в электрический сигнал с помощью датчика смещения или деформации. У датчиков теплового типа чувствительным элементом служит нагревательный элемент, равновесная температура которого зависит от давления окружающей среды. Таким образом, в роли вторичной измеряемой величины здесь выступает температура. С помощью датчиков третьей группы измерения в газах проводятся непосредственно: число молекул определяется количеством образуемых ими ионов в виде электрического тока.

15. Акустические датчики

16. Детекторы ядерного излучения

17. Датчики влажности

18. Электрохимические датчики

19. Датчики газового состава

Предметно-именной указатель

Полный текст книги можно скачать по ссылке.