Kapacitní senzory. ε r2. Změna kapacity důsledkem změny X. b) c) ε r1. a) aktivní plochy elektrod. b)vzdálenosti elektrod



Podobné dokumenty
Senzory tlaku. df ds. p = F.. síla [N] S.. plocha [m 3 ] 1 atm = 100 kpa. - definice tlaku: 2 způsoby měření tlaku: změna rozměrů.

1 SENZORY SÍLY, TLAKU A HMOTNOSTI

Generátorové senzory. Termoelektrický článek Piezoelektrické senzory Indukční senzory

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ DEFORMACE

Základní pojmy. p= [Pa, N, m S. Definice tlaku: Síla působící kolmo na jednotku plochy. diference. tlaková. Přetlak. atmosférický tlak. Podtlak.

TENZOMETRY tenzometr Použití tenzometrie Popis tenzometru a druhy odporovými polovodičovými

X14 AEE + EVA Mindl. Odstředivý regulátor předstihu zážehu

Kapacita, indukčnost; kapacitor-kondenzátor, induktor-cívka

4. SENZORY S INDUKČNOST NOSTÍ. μ dμ. L ds S. L l L N. dl + Typické použití a rozdělení senzorů

CW01 - Teorie měření a regulace

R 0 = R 1 + R 2. V současnosti je R Z >> R 0, dělič se počítá naprázdno R 1. U 1 R 2 R Z U 2 Přenos:

Mikrosenzory a mikroelektromechanické systémy. Odporové senzory

Značky systémů analogových měřicích přístrojů

Zpracoval: Ing Vladimír Michna. Pracoviště: Katedra textilních a jednoúčelových strojů TUL

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

O ptoelektronické senzory polohy 75

Teorie měření a regulace


9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

systému Schéma snímače (interface) pro přenos dat do řídícího systému a komunikaci s ním

9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY

7b. Tlakové senzory II piezoelektrické kapacitní pn přechod s Hallovým senzorem optické. 1. Piezoelektrické tlakové senzory. Tlakové senzory II

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku

Elektromechanické měřicí přístroje

3 Automatizační prostředky

snímače využívají trvalé nebo pružné deformace měřicích členů

KAPACITNÍ, INDUKČNOSTNÍ A INDUKČNÍ SNÍMAČE

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

Elektromechanický oscilátor

Západoceská univerzita v Plzni FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

ROZDĚLENÍ PODLE VELIKOSTI

Obsah. Principy kapacitních snímačů II Měřicí obvody kapacitních senzorů Typy odporových potenciometrů

- Princip tenzometrů spočívá v měření změny vzdálenosti dvou bodů na povrchu tělesa vlivem jeho zatížení.

e, přičemž R Pro termistor, který máte k dispozici, platí rovnice

Elektrické. MP - Ampérmetr A U I R. Hodnota 5 A znamená, že měřená veličina je 5 x větší než jednotka - A

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

Měření a automatizace

Měření je standardní vědní disciplína

PARAMETRY MĚŘENÉ NA DVOUPROUDÉM MOTORU

Systémy analogových měřicích přístrojů

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

Teorie měření a regulace

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

Kontaktní měření deformací

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ VZDÁLENOSTI A POSUVU

Vzorkovací zesilovač základní princip všech digitálních osciloskopů, záznamníků, převodníků,

Vážicí technologie. Tenzometrické snímače zatížení. Thomas Hesse

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

Inteligentní koberec ( )

Senzory síly a hmotnosti

Obr. 8.1 Elektrodynamický senzor rychlosti

LABORATORNÍ TENZOMETRICKÝ PŘEVODNÍK

Zpětnovazební prvky a čidla odměřování. Princip a funkce fotoelektrických snímačů.

Bezkontaktní sníma e polohy induk nostní sníma e

8. Senzory a převodníky pro měření otáček, rychlosti a zrychlení. Měření vibrací.

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Předmět: Technické prostředky automatizace

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 15. Měření elektrických veličin

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Snímače a akční členy zážehových motorů

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

7. Měření výšky hladiny

Senzory mechanického kmitavého pohybu (vibrací)

19. Elektromagnetická indukce

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Nízkofrekvenční (do 1 MHz) Vysokofrekvenční (stovky MHz až jednotky GHz) Generátory cm vln (až desítky GHz)

Název: Autor: Číslo: Srpen Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Elektrotechnická měření a diagnostika

Měření technologických veličin

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

5. ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

14. Snímače Základní pojmy Rozdělení snímačů

Tenzometry HBM. Petr Wasgestian

VE ŠKOLE PRO PRAKTICKOU VÝUKU, MOTIVACI I ZÁBAVU

Přenosový kanál dvojbrany

EXPERIMENTÁLNÍ MECHANIKA 2

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, konstrukce a princip činnosti stejnosměrných strojů

Snímače fyzikálních veličin

1 U Zapište hodnotu časové konstanty derivačního obvodu. Vyznačte měřítko na časové ose v uvedeném grafu.

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

Teorie měření a regulace

6. MĚŘENÍ SÍLY A KROUTICÍHO MOMENTU

Obrazové snímače a televizní kamery

Obrazové snímače a televizní kamery

Maturitní témata fyzika

Název: Téma: Autor: Číslo: Prosinec Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Kovove a) Snimače prilozne (obr) dratkove (navinuty drat) foliove (kovova folie na podlozce) b) Snimace lepene dratkove (navinuty drat na podlozce)

Elektřina a magnetizmus magnetické pole

Transkript:

Kapacitní senzory a) b) c) ε r1 Změna kapacity důsledkem změny a) aktivní plochy elektrod d) ε r2 ε r1 e) ε r2 b)vzdálenosti elektrod c)plochy dvou dielektrik s různou permitivitou d) tloušťky dvou dielektrik s různou permitivitou e)diferenční senzor C=er.e0.S/d kde er je relativní permitivita a e0=8,854.10-12f/m

Převáděcí obvody kapacitních snímačů a) zpětnovazební (snímač ve zpětné vazbě nábojového zesilovače) b) můstkové (výhodou je možnost připojení diferenčních snímačů) c) rezonanční obvody Snímač tvoří s indukčností rezonanční obvod oscilátoru, jehož kmitočet je funkcí změny kapacity snímač tvoří s indukčností rezonanční obvod. Změna kapacity vyvolá změnu impedance a tedy napětí rezonančního obvodu.

Příklady využit ití senzorů a) c) εr.ε 0 ε 0 b) d) p2 p1 ε 0 εr.ε 0

Indukčnostn nostní senzory Pracují na principu změny vlastní či vzájemné indukčnosti cívky (cívek) se změnou polohy feromagnetického jádra (magnetického obvodu). L = N 2 / Rm - Rm magnetický odpor(reluktance) V případp padě zařazen azené vzduchové mezery lze reluktanci železa zanedbat Rm=d/(µ0.S) d - tloušťka vzduchové mezery, µ0 = 4.π.10-7H/m L = ( µ 0.S.N Změny indukčnosti lze dosáhnout změnou tloušťky vzduchové mezery d nebo změnou její aktivní plochy S.Většinou se používá diferenční uspořádání ( označuje se LVTD - linear variable differential trasformer) 2 ) / d

da+ da a) b) a) Změna tloušťky vzduchové mezery b) Změna aktivní plochy c) da+ da S- S da- da c) Diferenční uspořádání

Převáděcí obvody indukčnostn nostních senzorů U Re(Uv)=f(x) Uv x U Re(Uv)=f(x) Uv x ReUv x Re(Uv) je na x lineární. Uv je nutno měřit vektorvoltmetrem

Indukční senzory elektrodynamický senzor kmitání membrána pólové nástavce u(t)=c.b.dx/dt c je konstanta snímací cívky a B magnetická indukce ve vzduchové mezeře indukční cívka permanentní magnet Výstupní napětí je úměrné rychlosti pohybu cívky Integrál výstupního napětí je úměrný poloze cívky Derivace výstupního napětí odpovídá okamžitému zrychlení cívky

Indukční senzor otáček Uv Uv jádro (mag. m.m.) permanentní magnet permanentní magnet ferom. výstupek Při změně magnetického pole se v cívce indukuje napěťový impuls. Počet impulsů na jednu otáčku

Piezoelektrické senzory Piezoelektrický jev spočívá v elektrické polarizaci některých dielektrik při jejich mechanickém namáhání, která vede ke vzniku náboje hodí se pro měření tlaku, síly nebo kmitání nelze využít pro měření statických veličin výhodou je jednoduchá konstrukce, malé rozměry a vysoká spolehlivost

Obvody pro zpracování signálu ze senzoru Elektrometrický zesilovač velký vstupní odpor (výstupní napětí závisí na délce kabelu Snímač Kabel Zesilovač + - Rk Ck R2 R Q C Q R1 U Impedanční konvertor Snímač G S Cod R Q C Q R D +U

ODPOROVÉ TENZOMETRY Odporové tenzometry využívají změny odporu vodiče při jeho deformaci U kovového tenzometru je odporový vodič tloušťky kolem 5µm (např. konstantan) uspořádán do tvaru meandru a fixovaný na speciální podložce (např. polyamid) o tloušťce asi 20µm. Typický odpor tenzometru bez deformace je 120 Ω, 350 Ω nebo 1000 Ω. Polovodičové tenzometry se vyrábí z křemíku nejčastěji tvoří Si substrát přímo membránu senzoru tlaku. Základním parametrem tenzometru je součinitel deformační citlivosti K=( R/R)/( l/l) kde ( R/R) je relativní změna odporu snímače a ( l/l) je relativní změna délky. Obvyklá hodnota K je u kovových od 1,6 do 3,5 u polovodičových od 75 do 180 (jsou citlivější).

ODPOROVÉ TENZOMETRY Kovový tenzometr Polovodičový tenzometr

Plný tenzometrický můstek m a příklad umíst stění senzorů Rv Rv R + R 1 R R 2 1 4 2 3 F U= Uv F Rv Rv R R 3 4 R + R 1 3 2 4 F

Optoelektronické senzory inkrementální senzory kódové senzory polohy,(kotouč s řadou stop v nichž se střídají průsvitné a neprůsvitné proužky.na jedné straně je osvětlení na druhé fotocitlivé prvky) senzory s nábojově vázanou strukturou (CCD),(základním elementem je kapacitor v němž se hromadí náboj generovaný při dopadu fotonů) optoelektronické deformační senzory tlaku s optickým vláknem. (mechanická deformace optického vlákna způsobuje změnu podmínek šířen ení světeln telného svazku)

Princip inkrementáln lního čidla λ osvětlení pohyblivá clonka pevnáclonka u1 u2 fotoprvky 1.25λ u1 uref u2 + - - + u1k u2k D C Q Q vratný čítač Tam Zpět u1k Směr pohybu u1k Směr pohybu u2k t u2k t Q t Q t t t Dosažitelná přesnost je 7µm při použití interpolátoru (zpracovávají se vyšší harmonické) až 0,05µm