Дипломная работа: Розробка датчика температур на акустичних хвилях
-260... +1000
-260...+ 1000
-260...+1000
-260...+300
10
50
(53)
100
10М
50М
(гр. 23)
100М
-50...+200
-50...+200
-50...+180
-200...+200
Таблиця 4
Припустимі відхилення номінальних СГХ мідних і платинових ТО
| Тип термометра | Клас точності | Параметр термометра | ||||
| ΔR0 / R0 , % | S100 =1,3910 | S100 =1,4280 | ||||
| +a | -b | +a | -b | |||
| ТОП | I | II | III | |
| IV | V | ±0.05 | ±0.1 | |
| ±0.2 | ±0.4 | ±0.8 | 0,0015 | 0,0005 |
| 0,0010 | 0,0020 | 0,0030 | ||
| 0,0050 | – | ТОМ | I | II |
| III | IV | V | – | |
| ±0.1 | ±0.2 | ±0.5 | ||
| ±1.0 | – | – | 0,001 | 0,002 |
| 0,003 | 0,005 |
Будь які інші вимірювачі температури для того, щоб бути готовими до широкого використання, повинні відповідати представленим характеристикам. Зорієнтуємось на досягнення розробленим термодатчиком показників серійних термометрів: діапазон вимірювання термодатчиків на пасивних ПАХ-елементах –50 …+200°С, похибка вимірювання 0,5%, показник теплової інерційності 5 с, габаритні розміри 14´17 мм.
Вимірювальний ланцюг також матиме класичну схему (рис.5) ТО в складі чутливого до температури первинного перетворювача (ПП) та вторинного перетворювача (ВП) вихідної характеристики термодатчика до потрібного вигляду:
Т [˚C] R(T) [Ом] U(T) [В]
Рисунок 1.4 Структурна схема термодатчика
ВП, як правило, є потенціометричним або мостовим вимірювальним ланцюгом (ВЛ) постійного струму, що здійснює перетворення опору ТО R(T) у вихідну електричну напругу постійного струму пропорційну вимірюваній температурі. Для термодатчика на пасивних ПАХ елементах ВП є передавачем та приймачем радіосигналу.
2. ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ТЕРМОДАТЧИКІВ НА АКУСТИЧНИХ ХВИЛЯХ
2.1 Принципи побудови акустичних датчиків
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. Частота й фазові характеристики показують зміну швидкості хвилі.
Практично всі акустичні прилади й датчики для генерування хвилі використають п'єзоелектричні матеріали. П'єзоелектрика була відкрита братами (Пьером і Полем-Жаком Кюрі Pierre й Paul-Jacques Curie) в 1880 р., а назви одержало в 1881 р. від Вільгельма Хенкела (Wilhelm Hankel). П'єзоелектрикою називають електричний заряд, що з'явився в результаті механічної напруги. Твердження вірно й у зворотну сторону. Застосування підходящого електричного поля до п'єзоелектричного матеріалу створює механічна напруга. П'єзоелектричні акустичні сенсори створюють механічні хвилі за допомогою електричного поля. Ці хвилі поширюються в підкладці, а потім, для проведення необхідних вимірів, трансформуються назад в електричне поле.
Поверхневі пружні хвилі зустрічаються в природі часто. З ними зв'язано, наприклад, поширення коливань земної кори (землетрусів) або збурюванні на поверхні води. У цих випадках довжина хвилі являє собою величину від сотень метрів до декількох сантиметрів. Поверхневі пружні хвилі вивчав ще у вісімдесятих роках минулого століття Релей у зв'язку із проблемою визначення епіцентру землетрусів. Він створив теоретичну основу для рішення завдань, пов'язаних з поверхневими пружними хвилями.
Поверхневі пружні хвилі займають істотно менший діапазон, чим зазначено вище: вони укладені в області 10-5 —10-1 см. Такі хвилі відомі як поверхневі акустичні хвилі (ПАХ), хоча їхні частоти відповідають області ультразвуку.