Бесплатная техническая библиотека

Датчики. Омические (резистивные) датчики. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочник электрика

 Комментарии к статье

Омические (резистивные) датчики - приборы, принцип действия которых основан на изменении их активного сопротивления при изменении длины l, площади сечения S или удельного сопротивления p.

Принцип действия описывается, соответственно, формулой R= pl/S.

Кроме того, используется зависимость величины активного сопротивления от контактного давления и освещенности фотоэлементов. В соответствии с этим омические датчики делят на группы:

• контактные;
• потенциометрические (реостатные);
• тензорезисторные;
• терморезисторные;
• фоторезисторные.

Контактные датчики - это простейший вид резисторных датчиков, которые преобразуют перемещение первичного элемента в скачкообразное изменение сопротивления электрической цепи. С помощью контактных датчиков измеряют и контролируют усилия, перемещения, температуру, размеры объектов, контролируют их форму и т. д.

К контактным датчикам относятся:

• путевые и концевые выключатели;
• контактные термометры;
• электродные датчики, используемые в основном для измерения предельных уровней электропроводных жидкостей.

Контактные датчики могут работать как на постоянном, так й на переменном токе. В зависимости от пределов измерения контактные датчики могут быть одно- предельными и многопредельными. Последние используют для измерения величин, изменяющихся в значительных пределах, при этом части резистора R, включенного в электрическую цепь, последовательно закорачиваются.

Недостаток контактных датчиков - сложность осуществления непрерывного контроля и ограниченный срок службы контактной системы. Но благодаря предельной простоте этих датчиков их широко применяют в системах автоматики.

Реостатные датчики представляют собой резистор с изменяющимся активным сопротивлением. Входной величиной датчика является перемещение контакта, а выходной - изменение его сопротивления. Подвижный контакт механически связан с объектом, перемещение (угловое или линейное) которого необходимо преобразовать.

Наибольшее распространение получила потенциометрическая схема включения реостатного датчика, в которой реостат включают по схеме делителя напряжения. Напомним, что делителем напряжения называют электротехническое устройство для деления постоянного или переменного напряжения на части.

Делитель напряжения позволяет снимать (использовать) только часть имеющегося напряжения посредством элементов электрической цепи, состоящей из резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Переменный резистор, включаемый по схеме делителя напряжения, называют потенциометром.

Обычно реостатные датчики применяют в механических измерительных приборах для преобразования их показаний в электрические величины (ток или напряжение), например, в поплавковых измерителях уровня жидкостей, различных манометрах.

Датчик в виде простого реостата почти не используется вследствие значительной нелинейности его статической характеристики

I_н = f(x), где I_н - ток в нагрузке.

Выходной величиной такого датчика является падение напряжения UBbIX между подвижным и одним из неподвижных контактов. Зависимость выходного напряжения от перемещения х контакта U_вых = f(x) соответствует закону изменения сопротивления вдоль потенциометра. Закон распределения сопротивления по длине потенциометра, определяемый его конструкцией, может быть линейным или нелинейным.

Потенциометрические датчики, конструктивно представляющие собой переменные резисторы, выполняют из различных материалов - обмоточного провода, металлических пленок, полупроводников и т. д.

Тензорезисторы (тензометрические датчики) служат для измерения механических напряжений, небольших деформаций, вибрации. Действие тензорезисторов основано на тензоэффекте, заключающемся в изменении активного сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов под воздействием приложенных к ним усилий.

Термометрические датчики (терморезисторы) - сопротивление зависит от температуры. Терморезисторы в качестве датчиков используют двумя способами.

Способ 1. Температура терморезистора определяется окружающей средой; ток, проходящий через терморезистор, настолько мал, что не вызывает нагрева терморезистора. При этом условии терморезистор используется как датчик температуры и часто называется "термометром сопротивления".

Способ 2. Температура терморезистора определяется степенью нагрева постоянным по величине током и условиями охлаждения. В этом случае установившаяся температура определяется условиями теплоотдачи поверхности терморезистора (скоростью движения окружающей среды - газа или жидкости - относительно терморезистора, ее плотностью, вязкостью и температурой), поэтому терморезистор может быть использован как датчик скорости потока, теплопроводности окружающей среды, плотности газов и т. п.

В датчиках такого рода происходит как бы двухступенчатое преобразование: измеряемая величина сначала преобразуется в изменение температуры терморезистора, которое затем преобразуется в изменение сопротивления.

Терморезисторы изготовляют как из чистых металлов, так и из полупроводников. Материал, из которого изготавливаются такие датчики, должен обладать высоким температурным коэффициентом сопротивления, по возможности линейной зависимостью сопротивления от температуры, хорошей воспроизводимостью свойств и инертностью к воздействиям окружающей среды. В наибольшей степени всем указанным свойствам удовлетворяет платина; в чуть меньшей - медь и никель.

По сравнению с металлическими терморезисторами более высокой чувствительностью обладают полупроводниковые терморезисторы (термисторы).

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Большой адронный коллайдер прекращает работу 16.01.2026

Физика элементарных частиц - одна из самых передовых областей науки, где каждый эксперимент может изменить наше понимание мироздания. Центральным инструментом этих исследований является Большой адронный коллайдер (LHC), уникальный ускоритель частиц, позволяющий изучать самые фундаментальные законы природы. Недавно стало известно, что LHC временно прекращает свою работу для масштабной модернизации, которая подготовит его к новому этапу экспериментов с гораздо большей производительностью. Коллайдер, расположенный в подземном тоннеле вдоль швейцарско-французской границы, создает столкновения частиц на невероятно высоких энергиях. Именно здесь в 2012 году ученые открыли бозон Хиггса - ключевую частицу, объясняющую, почему другие элементарные частицы имеют массу. Это открытие стало одним из самых значимых событий современной физики и подтвердило предсказания Стандартной модели. Причиной временной остановки LHC стало развертывание проекта High-Luminosity LHC (HL-LHC). Модернизация позв ...>>

Робот-бармен AI Barmen 16.01.2026

Американские инженеры создали AI Barmen - робота-бармена, способного не только готовить коктейли, но и запоминать предпочтения гостей. AI Barmen представляет собой автономную систему, которую можно устанавливать практически в любых местах - от баров и ресторанов до гостиниц, аэропортов и корпоративных мероприятий. Робот сочетает механический манипулятор с интеллектуальной программой, которая подбирает напитки на основе истории заказов конкретного пользователя. Гости могут оставаться анонимными или разрешить системе запоминать их вкусы, что позволяет получать одинаково качественный персонализированный коктейль в любой точке, где установлен AI Barmen. Робот готовит широкий спектр коктейлей с высокой точностью, контролирует запасы ингредиентов и автоматически ведет учет, что снижает затраты и минимизирует ошибки. Для работы устройства достаточно стандартной розетки, подключение к воде не требуется, что делает его мобильным и удобным для эксплуатации в самых разных условиях. Систе ...>>

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Случайная новость из Архива DDL-лазер Panasonic 11.02.2020 Компания Panasonic представила самый яркий и самый мощный в мире синий лазер. Это достижение стало возможным благодаря использованию комбинации нескольких технологий - технологии прямых диодных лазеров (direct diode laser, DDL) и технологии объединения лучей с разной длиной волны (wavelength beam combining, WBC), благодаря которой на выходе устройства получается один мощный луч лазерного света синего цвета. Более того, данная технология позволяет масштабирование любого уровня и путем увеличения количества источников лазерного света можно увеличить мощность выходного луча до немыслимых значений. DDL-лазер представляет собой полупроводниковую систему, которая излучает сильно фокусированный луч света в заданном направлении. В отличие от других технологий твердотельных лазеров, технология DDL позволяет создавать более компактные и более эффективные устройства, позволяющие получить больший выход при меньших затратах потребляемой энергии, и это является ключевым моментом, благодаря которому такие лазеры широко используются в технологиях лазерной сварки, резки и т.п. Работы в данном направлении ведутся компанией Panasonic уже достаточно давно. С 2013 года компания сотрудничала с компанией TeraDiode (TDI), которая занималась разработкой WBC-технологий, а в 2017 году компания Panasonic просто поглотила компанию TDI, и это позволило в достаточно короткие сроки разработать эффективную технологию уменьшения длины волны лазерного света. Новый лазер компании Panasonic работает в достаточно узком диапазоне от 400 до 450 нанометров, хотя обычные синие лазеры перекрывают более широкий диапазон - от 360 до 480 нанометров. А в выходном луче устройства сконцентрирована энергия света, излучаемого сотней DDL-лазеров. При этом, лазерные диоды были изготовлены в виде матриц, расположенных на отдельных полупроводниковых кристаллах, на которых также находится вся необходимая управляющая электроника. Новый синий лазер, по мнению представителей компании Panasonic, является идеальным устройством для создания технологии микрообработки таких сложных материалов, как медь, серебро, золото и др., имеющих высокую теплопроводность. Теплопроводность этих материалов требует использования для их обработки такого количества энергии света, которое неспособны поставить не только лазерные системы, генерирующие менее энергетическое и более длинноволновое излучение, но и обычные системы синих лазеров, отстающие от новой системы минимум на два порядка по показателю выходной мощности.

Другие интересные новости:

▪ От глобального потепления первой пострадает Азия

▪ Рекордный трос

▪ Телефон с проектором

▪ Электронный бюстгальтер следит за фигурой

▪ Открыт принципиально новый способ охлаждения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья Старая гвардия. Крылатое выражение

▪ статья Что такое катаракта глаза? Подробный ответ

▪ статья Техника измерения температуры тела. Медицинская помощь

▪ статья Простой терморегулятор на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Платки подчиняются команде. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026