Методы и средства измерений, испытаний и контроля. Никитин В.А - 300 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

F - сила, воздействующая на пьезоэлектрик;
S- площадь мембраны.
Эквивалентная схема преобразователя, соединенного кабелем
измерительной цепью, представлена на рисунке 16.12, на котором С
0
- емкость
между гранями пьезоэлектрика (емкость преобразователя); C
вх
- емкость
кабеля и входная емкость измерительной цепи; R
0
- сопротивление
преобразователя с учетом сопротивления изоляции линии относительно земли;
R
вх
- входное сопротивление измерительной цепи.
Рисунок 16.11 - Пьезоэлектрический Рисунок 16.12 - Эквивалентная
преобразователь схема пьезоэлектрического
преобразователя
При синусоидальной воздействующей силе
F=F
m
sin
ω
t получим
равенство (16.8)
U
вых
= k Fj
ω
R / (1 + j
ω
RC), (16.8)
где
R=R
0
ּR
вх
/(R
0
+R
вх
);
С=С
о
+C
вх
.
Как видно из (16.8), амплитуда выходного напряжения и сдвиг фаз
ϕ
между этим напряжением и измеряемой силой зависят от частоты. Зависимость
показана в (16.9)
CRarctg
CRRkFU
ьвыхm
ωπϕ
ωω
−=
+=
2
1/
222
, (16.9)
Амплитудно-частотная
S (
ω
/
ω
0
) и фазочастотная
ϕ
(
ω
/
ω
0
)
характеристики преобразователя, включенного в измерительную цепь,
представлены на рисунке 16.13. Анализ частотных характеристик показывает,
что пьезоэлектрические преобразователи могут быть использованы только для
измерений быстро изменяющихся величин (переменных усилий, давлений,
параметров вибраций, ускорений и т. д.). Индукционные преобразователи
основаны на использовании закона электромагнитной индукции, согласно
которому ЭДС, индуцированная в катушке, имеющей
ω
витков, вычисляется
согласно (16.10) 
           F - сила, воздействующая на пьезоэлектрик;
           S- площадь мембраны.
        Эквивалентная схема преобразователя, соединенного кабелем
измерительной цепью, представлена на рисунке 16.12, на котором С0 - емкость
между гранями пьезоэлектрика (емкость преобразователя); Cвх - емкость
кабеля и входная емкость измерительной цепи; R0 - сопротивление
преобразователя с учетом сопротивления изоляции линии относительно земли;
Rвх - входное сопротивление измерительной цепи.




Рисунок 16.11 - Пьезоэлектрический      Рисунок 16.12 - Эквивалентная
            преобразователь               схема пьезоэлектрического
                                              преобразователя

       При синусоидальной воздействующей силе F=Fmsin ω t получим
равенство (16.8)

                   Uвых = k Fj ωR / (1 + j ωRC),                        (16.8)

      где R=R0ּRвх/(R0+Rвх);
            С=Со+Cвх.
       Как видно из (16.8), амплитуда выходного напряжения и сдвиг фаз ϕ
между этим напряжением и измеряемой силой зависят от частоты. Зависимость
показана в (16.9)

                   U выхm = kFьωR / 1 + ω 2 R 2C 2
                                                     ,                  (16.9)
                   ϕ = π 2 − arctgωCR

       Амплитудно-частотная    S ( ω/ ω0) и фазочастотная        ϕ ( ω/ ω0)
характеристики преобразователя, включенного в измерительную цепь,
представлены на рисунке 16.13. Анализ частотных характеристик показывает,
что пьезоэлектрические преобразователи могут быть использованы только для
измерений быстро изменяющихся величин (переменных усилий, давлений,
параметров вибраций, ускорений и т. д.). Индукционные преобразователи
основаны на использовании закона электромагнитной индукции, согласно
которому ЭДС, индуцированная в катушке, имеющей ω витков, вычисляется
согласно (16.10)

Страницы