GeoSELECT.ru



Технология / Реферат: Електрообладнання автомобиля (Электрооборудование автомобиля) (Технология)

Космонавтика
Уфология
Авиация
Административное право
Арбитражный процесс
Архитектура
Астрология
Астрономия
Аудит
Банковское дело
Безопасность жизнедеятельности
Биология
Биржевое дело
Ботаника
Бухгалтерский учет
Валютные отношения
Ветеринария
Военная кафедра
География
Геодезия
Геология
Геополитика
Государство и право
Гражданское право и процесс
Делопроизводство
Деньги и кредит
Естествознание
Журналистика
Зоология
Инвестиции
Иностранные языки
Информатика
Искусство и культура
Исторические личности
История
Кибернетика
Коммуникации и связь
Компьютеры
Косметология
Криминалистика
Криминология
Криптология
Кулинария
Культурология
Литература
Литература : зарубежная
Литература : русская
Логика
Логистика
Маркетинг
Масс-медиа и реклама
Математика
Международное публичное право
Международное частное право
Международные отношения
Менеджмент
Металлургия
Мифология
Москвоведение
Музыка
Муниципальное право
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование
Психология
Радиоэлектроника
Религия
Риторика
Сельское хозяйство
Социология
Спорт
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Теория государства и права
Теория организации
Теплотехника
Технология
Товароведение
Транспорт
Трудовое право
Туризм
Уголовное право и процесс
Управление
Физика
Физкультура
Философия
Финансы
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
   

Реферат: Електрообладнання автомобиля (Электрооборудование автомобиля) (Технология)





Реферат

з автосправи
на тему:
"Електрообладнання автомобіля"



Виконав:
учень 10 -А класу
середньої школи № 96
Коркуна Дмитро



Львів 1999



Електрообладнання автомобіля поділяється на дві групи. Перша група – це
джерела електричної енергії: генератор і акумуляторна батарея. Друга група,
яка носить назву споживачів – це всі інші прилади електрообладнання.
1.Джерела струму
Акумуляторна батарея
Принцип дії акумулятора полягає у перетворенні електричної енергії на
хімічну при заряджанні або хімічної енергії на електричну при розряджанні.
Акумуляторні батареї виготовляють у вигляді бака, розділеного перегородками
на камери. У кожній камері знаходиться окремий свинцево-кислотний
акумулятор, який складається з позитивних і негативних пластин,
сепараторів, з'єднувальних містків з полюсними штирями і кришки з пробкою.
Камера складеного акумулятора заповнюється електролітом.
Свинцево-кислотна акумуляторна батарея:
1 – захисна пластина; 2– кислотостійка мастика; 3 – пробка; 4 – кришка; 5 –
міжелементне з'єднання; 6 – негативний штир; 7 – позитивний штир; 8 – бак
батареї; 9 – блоки пластин; 10– ребра; 11– сепаратор.
Під час заряджання і розряджання свинцевого акумулятора в активній масі
й електроліті відбувається хімічні зміни. Коли акумулятор розряджається,
активна маса обох пластин перетворюється на сірчанокислий водень. Частина
сірчаної кислоти витрачається на утворення сірчанокислого свинцю і води.
Густина електроліту при розряджанні зменшується. Коли акумулятор
розряджається, хімічні реакції відбуваються у зворотньому порядку. Кисень
води витрачається на утворення перекису свинцю на позитивній пластині, а
кислотний залишок сірчанокислого свинцю обох пластин і водень води йдуть на
утворення сірчаної кислоти в електроліті. Початковий склад активної маси
пластин відновлюється, а густина електроліту підвищується. При дальшому
зарядженні відбувається тільки розклад води на кисень і водень який
супроводиться сильним газотворенням: це свідчить про кінець заряджання.
Ступінь зарядженості акумулятора можна визначити за напругою між
клемами під навантаженням за допомогою навантажувальної вилки. Вилка
складається з двох контактних ніжок, навантажувального опору, вольтметра і
ручки.
На сучасних автомобілях встановлюють акумуляторні батареї 6-ст-42-емз,
6-ст68-емз, 6-ст-42-емз. Перша цифра означає кількість акумуляторів у
батареї; букви СТ вказують, що батарея розрахована на живлення стартера;
друга цифра визначає ємкість батареї в ампер-годинах. Останні букви
вказують на матеріал бака, сепараторів і на те в якому стані батареї
випускаються заводом: Е – ебоніт, П – пластмаса, М– міпор або міпласт, С –
склоповсть, З – акумуляторна батарея сухозаряджена.
Генератор і реле-регулятор
Автомобільний генератор призначений для живлення електричним струмом
усіх приладів системи електрообладнання під час роботи двигуна на великих і
середніх обертах. Крім того генератором підзаряджають акумуляторну батарею.
Принцип утворення електричного струму заснований на явищі електромагнітної
індукції. У рух генератор приводиться клиноподібним насосом від шківа
колінчастого вала. Автомобільні генератори постійного струму різняться між
собою в основному кількістю полюсів і щіток, розмірами, даними обмоток,
напругою і потужністю.
Генератор струму має корпус з кришками. Всередині корпуси кріплять
полюсні башмаки. Кожний башмак має обмотку збудження. Між полюсами над
підшипниках обертається якір, що складається з вала, залізничного
сердечника, обмотки і колектора.
Генератор:
1 – полюсний башмак; 2 – обмотка збудження; 3 – корпус генератора; 4 –
щітки; 5 – захисний обідок; 6 – полюс; 7 – колектор; 8 – якір; 9 – обмотка
якоря; 10 – приводний шків з крильчаткою; 11 – вал; 12 – кришка.
Як тільки якір починає обертатися, його обмотка перетинає слабке
магнітне поле залишкового магнетизму корпусу і полюсних башмаків,
внаслідок чого в їх секціях індукується електричний струм напругою близько
2 в. частина струму надходить в обмотку збудження і додатково намагнічує
полюсні башмаки, посилюючи їх магнітне поле. Якщо магнітне поле
посилюється, струм, що індукується в обмотках якоря, збільшуватиметься,
поки не наступить повне насичення магнітного поля. Після цього величина
напруги індукованого струму залежатиме від швидкості перетинання магнітних
силових ліній витками якоря, тобто від кількості обертів якоря. Збільшення
кількості обертів якоря може генератора може підвищити напругу до 40 – 50
в. У зв'язку з тим, що споживачі на автомобілі розраховані на постійну
напругу 12 в надмірна напруга спричинить збільшення струму, отже, і
псування споживачів і акумуляторної батареї. Щоб усунути цей недолік не
допустити псування генератора від перевантаження, а а також своєчасно
вмикати і вимикати його коло, застосовують регулятор напруги, обмежувач
струму і реле зворотного струму. Ці три прилади монтують на спільній
панелі, закривають однією кришкою. Такий прилад називають реле-регулятором.
Регулятор напруги підтримує постійну напругу генератора при змінній
кількості обертів вала двигуна за рахунок автоматичного вмикання і
вимикання опору в коло збудження генератора і має ярмо, якір з пружиною,
осердя з обмоткою, контакти і опір.
Обмежувач струму призначений для обмеження максимальної сили струму, що
віддає генератор на живлення споживачів, тим самим запобігаючи його
перегріванню. Обмежувач струму за будовою подібний до регулятора напруги,
але коло споживачів вмикається послідовно.
Реле зворотного струму призначене для автоматичного вмикання генератора
в коло, коли напруга стане його більшою, ніж напруга акумуляторної батареї.
Реле зворотного струму складається з ярма, якоря з пружиною, осердя з
двома обмотками і контактів. Товста обмотка осердя ввімкнена послідовно, а
тонка – паралельно.
2. Прилади пуску
Стартер
Електричний стартер призначений для обертання колінчастого вала при
запуску двигуна з кабіни. На сучасних автомобілях як стартери застосовують
чотириполюсні електродвигуни постійного струму з послідовним вмиканням
обмотки збудження відносно обмотки якоря.
Стартер має циліндричний корпус з полюсними башмаками, кришки, якір з
колектором, щітки з щіткотримачами, вмикач і приводний механізм з муфтою.
Обмотка якоря і обмотка збудження складається з проводів досить великого
перерізу і малої довжини, тому в момент вмикання стартер споживає струм,
який досягає до 300 – 900 а. Для створення великого крутного моменту на
якорі при його обертанні в корпусі стартера встановлено чотири полюсні
башмаки з обмотками збудження.
Стартер:
1 – вмикальний важіль; 2 – кільце; 3 – вмикач; 4 – обмотка; 5 – полюсний
башмак; 6 – кришка; 7 – щіткотримачі; 8 – щітки; 9 – колектор; 10 – корпус;
11 – якір; 12 – шліцьовий кінець вала; 13 – шліцьова втулка; 14 – шестірня
привода; 15 – кришка; 16 – муфта вільного ходу; 17 – пружина
Для з'єднання вала під час запуску двигуна під час запуску двигуна і
негайного роз'єднання їх, коли двигун уже запущено, застосовують приводний
механізм. Приводний механізм має вмикальний важіль, шліцьову втулку,
пружину, кільце і муфту вільного ходу ж шестірнею. До муфти вільного ходу
входить ведена
Приводний механізм стартера:
1 – шестірня; 2 – ведена обойма; 3 – пружина; 4 – плунжер; 5 – ролик; 6 –
ведуча обойма; 7 – шліцьова втулка; 8 – буферна пружина; 9 – кільце.
і ведуча обойми. Для запуску двигуна стартером водій натискує через
педаль на вмикальний важіль який повертається на осі і нижнім вилчастим
кінцем, тиснучи через кільце і пружину, переміщує муфту по шліцях вала до
маховика. При дальшому переміщенні важеля його п'ятка натискує на стержень
вмикача і мідним диском замикає контакти. При замкнених контактах струм
проходить через коло стартера, який почне обертати маховик разом з
колінчастим валом двигуна. Після запуску двигуна маховик починає обертати
шестірню. При цьому ролики муфти зсуваються по похилій поверхні вирізу
хрестовини в глибшу частину. Ведена і ведуча обойми муфти роз'єднується і
зусилля від маховика на вал стартера не передається. Таким чином, муфта
вільного ходу не дає маховику передавати обертання на якір стартера після
запуску двигуна, що усуває можливість розносу якоря. Привод стартера з
дистанційним включенням має реле вмикання, тягове реле, важіль з вилкою,
пружину і муфту вільного ходу з шестірнею привода. Тягове реле призначене
для відведення шестірні стартера в зачеплення маховика і вмикання
електричного струму в коло стартера. Тягове реле складається з корпусу,
всередині якого знаходиться втягуюча і утримуюча обмотки, намотані на
латунній втулці, яка служить сердечником електромагніта, двох головних
клем, якоря з пружиною і рухомого контактного диска. З одного боку якір
з'єднано з рухомим контактним диском, а другого – з важелем привода
стартера.
Реле вмикання призначене для вмикання струму в обмотки тягового реле
при запуску двигуна і автоматичного вимикання стартера після запуску. Реле
вмикання складається з ярма, якірця, пружини, контактів і сердечника з
обмоткою.
Струм, що проходить по обмотці реле вмикання, намагнічує сердечник,
створюючи магнітне поле, під дією якого якірець притягується до сердечника
і замикає контакти, які вмикають струм у колах витягуючої і у тримаючої
обмоток тягового реле стартера. Проходячи по цих обмотках струм створює
сильне магнітне поле, яке витягує якір у середину сердечника. Як тільки
шестірня зайде в зачеплення, рухомий контакт якоря замкне клеми і ввімкне
коло стартера та акумуляторної батареї. Водночас рухомий контакт заколотить
втягуючи обмотку тягового реле і варіатор і котушки запалювання;протікання
струму у втягуючій обмотці припиниться і якір утримуватиметься тільки
магнітним полем утримуючої обмотки, по якій проходитиме струм. Як тільки
двигун почне працювати, струм генератора піде через обмотку реле вмикання в
протилежному напрямі, зменшить намагнічування сердечника, і пружина якірця
розімкне контакти реле вмикання, які вимкнуть коло тягового реле.
4. Освітлення і сигналізація
Освітлення і світлова сигналізація на автомобілі забезпечують безпеку
руху транспорту в нічний час. Освітлення складається з приладів зовнішнього
і внутрішнього освітлення. До приладів зовнішнього освітлення належать
передні фари, підфарники, задні ліхтарі, центральний і ножний перемикачі
освітлення, а до приладів внутрішнього – підкапотна лампа, плафони кабіни і
кузова, щиткова і переносна лампи та перемикачі цих приладів. Приладами
світлової сигналізацій називаються покажчики повороту, стоп сигнал і
світло заднього ходу.
Фари. Автомобільні фари призначені для освітлення дороги спереду
автомобіля. Вони встановлені в спеціальних гніздах передньої частини крил.
Фара складається з металевого корпусу, оптичного елемента з корпусом і
регулювальними гвинтами, патрона, лампочки двох обідків з прокладкою.
Оптичний елемент напів розібраний. Він має скляний розсіювач,
завальцьований зубцями в металевому рефлекторі. Між рефлектором і склом
розсіювача встановлено гумову прокладку, яка не пропускає в себе пилу бруду
і вологи.Внутрішня поверхня рефлектора вкрита тонким шаром алюмінію, що
забезпечує добре відбивання світла.
Підфарники і задній ліхтар. Підфарники призначені для позначення габаритів
автомобіля спереду. Їх вмикають для у нічний час і вдень під час туману або
снігопаду. Підфарник складається з корпусу, скла, обідка з прокладкою,
патрона і лампи. Задній ліхтар призначений для освітлення номерного знака,
подачі стоп-сигналу і позначення габаритів ззаду вантажних автомобілів.
Задній ліхтар вантажного автомобіля має корпус, обідок, патрон,
двоконтактну лампочку або дві одноконтакні, заднє червоне і бічне
безколірне скло.
Підкапотна лампа призначена для освітлення двигуна. Її встановлюють на
передній панелі кабіни під капотом і вмикають повертанням патрона у
корпусі.
Контрольно-вимірювальні прилади освітлюються лампочками, патрони яких
встановлюють на щитку приладів з тильного боку. Кабіна вантажного або кузов
легкового автомобіля і автобуса освітлюються плафонами.
Перемикачі освітлення і запобіжники. Центральний перемикач освітлення
призначений для вмикання і вимикання фар, підфарників і заднього ліхтаря.
Він знаходиться на передній панелі вмикання споживачів колодку з контакною
пластиною переміщення за допомогою тяги з кнопкою, яка має три положення: у
положенні коли споживачі вимкнені; у положенні коли вмикаються підфарники і
задній ліхтар; у положенні коли вмикаються фари і задній ліхтар.
Вмикачі стоп-сигналу залежно від системи привода гальм мають
гідравлічний або пневматичний привод. Вмикач стоп-сигналу з пневматичним
приводом складає тряс з корпусу, кришки, гумової діафрагми, яка затиснута
між корпусом і кришкою, пружини двох нерухомих контактів, які зовні
закінчуються клемами для приєднання проводу і одного рухомого контакту. У
вмикачі з стоп-сигналу з пневматичним приводом при гальмуванні автомобіля
повітря під тиском з гальмового крана входить у корпус вмикача і , тиснучи
на гумову діафрагму, прогинає її.
Запобіжники обмежують максимальну силу струму в електричному колі під
час замикання оголеного проводу на "масу". Це запобігає швидкому
розрядженню акумуляторної батареї, тепловому руйнуванню ізоляції проводів і
вмикачів або навіть пожежі. На сучасних автомобілях застосовують плавкі і
термобіметалеві запобіжники.
Плавкі запобіжники змонтовані на панелі, закриті кришкою і встановлені
під щитком приладів у кабіні. Вставки плавких запобіжників розраховані на
струм певної величини і виготовлені з мідного лудженого дроту. Кожний
запобіжник має два затискачі для приєднання проводів. Затискачі мають
гнізда в яких розміщено планки з вставками. На кожній планці, крім вставки
намотано по кілька витків.
Термобіметалеві запобіжники бувають одноразової і багаторазової дії.
Термобіметаловий запобіжник багаторазової дії. складається з корпуса і
пружної біметалевої пластини з контактом на кінці. Цей контакт з пружної
сили біметалевої пластини притискується до нерухомого контакту на корпусі,
замикаючи коло фар і підфарників. Коли через запобіжник проходить струм
більший від розрахункового, біметалева пластина нагрівається і,
деформуючись, з різким клацанням розмикає контакт. Після остигання вона
вирівнюється і знов замикає контакти.
Термобіметаловий запобіжник одноразової дії встановлюють у колах
приладів освітлення, контрольно-вимірювальних приладів а ін. Розміщують
його в нижній частині панелі приладів. Під час проходження струму, який
перевищує розрахункову величину біметалева пластина, що знаходиться в
корпусі, нагріваючись, з різким клацанням вигинається і розмикає контакти.
Після усунення короткого замикання, щоб увімкнути коло, треба натиснути на
кнопку і цим повернути б металеву пластину у початкове положення, при якому
вона знову замкне контакти.
Покажчики поворотів призначені для попередження водіїв транспорту,
пішоходів і міліціонера регулювальника про намір зробити повороти або інші
маневри, пов'язані із зміною напряму руху автомобіля.
Найпоширеніші є світлові покажчики поворотів. Такий покажчик складається з
електромагнітно-теплового переривника струму, сигнальних ламп у
підфарниках, задніх і бічних фонаціях, контрольної лампи на щитку приладів
і перемикача. Переривник струму складається з корпуса, всередині якого
розміщено сердечник з обмоткою, опору, двох нерухомих, контактів і
натягнутої ніхромової струни, що утримує якірець з рухомим контактом,
розімкненим у неробочому стані, і додаткового пружного якірця з рухомими
контактом. Обмотка сердечника ввімкнена послідовно до ламп покажчика.





Реферат на тему: Емкостные преобразователи

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Техника конструирования и применения датчиков, или, как ее можно
кратко назвать, сенсорика, за последние годы развилась в самостоятельную
ветвь измерительной техники. С ростом автоматизации к датчикам физических
параметров стали предъявляться все более высокие требования. При этом
особое значение придается следующим показателям:
* миниатюрность (возможность встраивания)
* дешевизна (серийное производство)
* механическая прочность
По структурному построению автоматизированные устройства напоминают
такие биологические системы, как, например, человек. Органам чувств
человека соответствуют в автоматах (или роботах) датчики, а функции
активных органов выполняются исполнительными устройствами. Аналогом мозга
как центрального устройства для обработки сигналов служит ЭВМ с ее системой
памяти.
Датчик... Что это такое?
Понятием «датчик» в общем случае обозначают дешевый, но надежный
приемник и преобразователь измеряемой величины, обладающий умеренной
точностью и пригодный для серийного изготовления. Общеупотребительные
термины и определения для различных датчиков четко сформулированы в
Инструкции 2600 Общества немецких инженеров и Общества немецких электриков
ФРГ(VDI/VDE-Richtline 2600).
Измерительный прибор осуществляет преобразование входного сигнала x(t)
в выходной сигнал y(t):
y(t) = F[x(t)], (1)
где x(t) и y(t) - векторные величины; F(x) - требуемая функция
преобразования. На выражение (1) можно смотреть на информационную модель
прибора, в которой осуществляется преобразование входной информации в
выходную.
В более общей формулировке прибор осуществляет операцию отображения
множества сигналов на входе x(X в множество сигналов на выходе y(Y, при
этом указанное отображение должно быть однозначным.
В реальных приборах функция преобразования зависит не только от
сигнала x(t), но также от возмущения ((t) на сигнал x(t), от помехи ((t),
действующей на параметры прибора q(t), от несовершенства технологий
изготовления прибора ((t) и от помехи ((t), возникающих в самом приборе
(трения, паразитных ЭДС и др.), т. е.
y(t) = F[x,(,q((,(),()], (2)
где (,q,(,(,( - векторы.
На рис 1 приведена функциональная схема, отображающая зависимость (2).
Измеряемыми величинами, на основе которых формирует полезный сигнал х(t),
являются параметры первичной информации, такие, как давление, температура,
количество и расход жидкостей, линейные н угловые размеры, расстояния,
скорости, ускорения, деформации, напряжения, вибрации, внутренние трещины,
несплошности в материалах и др. К числу вредных возмущений от- носятся
перегрузки, вибрации, электрические и магнитные поля, не- контролируемые
вариации температуры, давления, влажности окружающей среды и т. д. Все эти
возмущения вносят погрешности в показания приборов.

[pic]

Рис 1. Функциональная схема прибора.

Прибор должен воспроизводить измеряемые величины с допускаемыми
погрешностями. При этом слово «воспроизведение», эквивалентное в данной
трактовке слову «отображение», понимается в самом широком смысле: получение
на выходе прибора величин, пропорциональных входным величинам; формирование
заданных функций от входных величин (квадратичная и логарифмическая шкалы и
др.); получение производных и интегралов от входных величин; формирование
на выходе слуховых или зрительных образов, отображающих свойства входной
информации; формирование управляющих сигналов, используемых для управления
контроля; запоминание и регистрация выходных сигналов.
Измерительный сигнал, получаемый от контролируемого объекта, передается в
измерительный прибор в виде импульса какого- либо вида энергии. Можно
говорить о сигналах: первичных - непосредственно характеризующих
контролируемый процесс; воспринимаемых чувствительным элементом прибора;
подаваемых в мерительную схему, и т.д. При передаче информации от
контролируемого объекта к указателю прибора сигналы претерпевают ряд
изменений по уровню и спектру и преобразуются из одного вида энергии в
другой.
Необходимость такого преобразования вызывается тем, что первичные сигналы
не всегда удобны для передачи, переработки, дальнейшего преобразования и
воспроизведения. Например, при измерении температуры прибором,
чувствительный элемент которого помещается в контролируемую среду,
воспринимаемый поток тепла трудно передать, а тем более воспроизвести на
указателе прибора. Этой особенностью обладают почти все сигналы первичной
информации. Поэтому воспринимаемые чувствительными элементами сигналы почти
всегда преобразуются в электрические сигналы, являющиеся универсальными.
Та часть прибора, в которой первичный сигнал преобразуется, например, в
электрический, называется первичным преобразователем. Часто этот
преобразователь совмещается с чувствительным элементом. Сигналы с выхода
первичного преобразователя поступают на следующие преобразователи
измерительного прибора.
[pic]
Рис. 2 Функциональная схема прибора
На рис. 2 дана функциональная схема прибора, на которой указаны:
исследуемый объект ИО; первичный преобразователь П1; устройство сравнения
УС; устройство обработки сигналов Об. 1, в котором производится селекция,
усиление, коррекция погрешностей, фильтрация и др.; кодирующее устройство
Код; модулятор М; канал передачи КП; устройство детектирования Д;
устройство декодирования ДК; устройство обработки информации Oбр. 2,
обеспечивающее функциональное преобразование, коррекции погрешностей,
формирование функции преобразования (1) и др.; преобразователь Пр, выдающий
информацию на систему отображения СОИ и на обратный преобразователь 0П, с
которого поступают сигналы на устройство сравнения. Эта схема является
обобщенной и включает ряд элементов, которые в более простых приборах могут
отсутствовать.
ЁМКОСТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Устройства, содержащие не менее двух поверхностей, между которыми действует
электрическое поле, называются электростатическими (ЭС) преобразователями.
Электрическое поле создается извне приложенным напряжением или возникает
при действии на вход преобразователя измерительного сигнала.
Преобразователи, в которых электрическое поле создается приложенным
напряжением, составляют группу емкостных преобразователей. Основным
элементом в этих преобразователях является конденсатор переменной емкости,
изменяемой входным измерительным сигналом.
[pic]
Рис. 3 Электростатический преобразователь
В дальнейшем под емкостным будем понимать преобразователь, в котором
используется конденсатор с двумя или несколькими электродами (рис. 3). Для
случая конденсатора с плоскими электродами площадью s, размещенными друг от
друга на расстоянии ( в среде с диэлектрической проницаемостью (, ёмкость
будет
C = (s/( (3)
Рассматриваемый преобразователь на электрической стороне характеризуется
приложенным напряжением и, зарядом q=CU, током I=dq/dt и энергией
W[pic]=CU[pic]/2. На неэлектрической стороне преобразователь
характеризуется изменением параметров, входящих в выражение для емкости, т.
е.[pic]((, (s, ((, и силой f[pic]=dW[pic]/dx, где под х следует понимать
любую из величин[pic]((, (s, ((.
Емкостный преобразователь обратим: при приложении на электрической стороне
напряжения U, на неэлектрической стороне возникает сила f[pic], которая
используется в приборах уравновешивающего преобразования как результат
действия обратного преобразования, в ЭС вольтметрах и в приборах с
бесконтактным подвесом. В этом последнем случае элемент массы m может быть
подвешен в электростатическом поле, если удовлетворяется условие f[pic](
gm, где g - ускорение силы тяжести.
К емкостным преобразователям близки по своим характеристикам
полупроводниковые диоды, в которых используется зависимость так называемой
барьерной емкости от обратного напряжения. Такие преобразователи
применяются в качестве элементов с электрически управляемой емкостью и
называются варикапами.
Другая группа ЭС преобразователей основана на использовании
сегнетоэлектриков, т. е. кристаллических диэлектриков, которые при
определенных температурных условиях (при температуре ниже точки Кюри)
обладают самопроизвольной поляризацией при отсутствии внешних электрических
полей.
Состояние кристаллических диэлектриков характеризуется электрической
индукцией D (или зарядом q), деформацией ( и энтропией Э. Эти величины
зависят от напряженности электрического поля Е (или напряжения U),
механического напряжения ( (или силы F) и температуры Т. На рис. 4
схематически показаны связи между указанными величинами.
[pic][pic]
Рис. 4 Схема связей между параметрами диэлектрика
Жирными стрелками показаны связи Е(D, (((, T(Э, а тонкими стрелками
изображены физические эффекты, свойственные сегнетоэлектрикам:
прямой пьезоэлектрический эффект ((D (или q), проявляющийся в изменении
поляризации кристалла действием механических напряжений;
обратный пьезоэлектрический эффект Е (или U)((, характеризующийся
деформацией кристалла под днем электрического поля;
пироэлектрический эффект T(D (или q), сводящийся к изменению заряда на
поверхности кристалла при изменении температуры;
пьезокалорический эффект ((Э, проявляющийся в изменении энтропии при
изменении механических напряжений.
Помимо указанных эффектов при изменении Е, (, Т в кристаллах возникают
побочные явления, например, изменяются диэлектрическая проницаемость,
проводимость, оптические свойства и т.д.
Из указанных эффектов рассмотрим прямой и обратный пьезоэффекты, а также
эффект изменения емкостной проводимости при изменении напряжения U.
Преобразователи, в которых используются прямой или обратный пьезоэффекты,
называются пьезоэлектрическими преобразователями.
Использование эффекта изменения емкостной проводимости в кристаллических
полупроводниках обусловлено нелинейной зависимостью заряда q от
приложенного напряжения U. Если зависимость q(U) линейна, то в выражении
(q=((q/(U) величина C=(q/(U постоянна и представляет собой емкость. В
случае нелинейной зависимости q(U) величина C=(q/(U также является
емкостью, но не постоянной, а зависящей от напряжения U, т. е. C(U).
Преобразователи, основанные на использовании нелинейной зависимости
емкости от напряжения в сегнетоэлектриках, называются варикондами.
Емкостные датчики можно разделить на две основные группы - датчики
параметрические (недифференциальные) и датчики дифференциальные.
В схемах с параметрическими датчиками происходит преобразование входной
неэлектрической величины (угла поворота оси ротора датчика) в электрическую
выходную величину (частоту, ток, напряжение), функционально зависящую от
входной величины.
В схемах с дифференциальными датчиками, включенными в следящие системы, с
датчика снимается лишь сигнал рассогласования, который становится равным
нулю в установившемся состоянии следящей системы.
Примером параметрического емкостного датчика может служить переменная
емкость, включенная в контур лампового генератора (рис. 5) . Здесь при
изменении угла поворота оси ротора изменяется емкость датчика и меняется
частота генератора, являющаяся выходной величиной.
[pic]
Рис. 5 Емкостной датчик, включенный в контур с генератором
[pic]
Рис 6. Емкостной датчик, включенный в цепь переменного тока
На рис. 6 приведен другой пример использования параметрического датчика. В
этом случае с изменением значения емкости С меняется ток через нее, а
следовательно, и напряжение на выходе системы, падающее на сопротивлении
нагрузки R[pic], которое и является выходной величиной.
Подобные системы являются разомкнутыми системами регулирования. Основным
недостатком этих схем является зависимость значения выходной величины от
параметров источника питания датчика, усилителя и других элементов схемы, а
также от внешних условий. В самом Деле, стоит измениться напряжению или
частоте генератора, питающего датчик (рис. 6), как напряжение, частота и
фаза, являющиеся выходными величинами и снимаемые с сопротивления R[pic],
также изменятся.
От этих недостатков свободны схемы с дифференциальными емкостными
датчиками, включенными в замкнутую систему автоматического регулирования. В
этих схемах выходной величиной является угол поворота оси отрабатывающего
двигателя или другой оси, связанной с нею через редуктор. Одной из основных
характеристик такой системы является чувствительность, показывающая, при
каком минимальном отклонении чувствительного элемента система отработки
приходит в действие. Внешние факторы - напряжение питания, температура
окружающей среды и т. п. - влияют лишь на чувствительность системы; на
точность системы они могут влиять лишь в той мерь, в какой она связана с
чувствительностью.
Это значит, что схемы с емкостными дифференциальными датчиками, так же как
и любые мостовые нулевые схемы с линейными относительно частоты и
напряжения сопротивлениями в плечах, предъявляют значительно меньшие
требования к стабильности источника питания.
[pic]
Рис. 7 Мостовая схема с емкостным дифференциальным датчиком
В простейшем случае дифференциальный емкостный датчик представляет собой
две последовательно включенные емкости, построенные конструктивно таким
образом, что при увеличении одной из них другая уменьшается. Эти две
емкости могут быть включены в мостовую схему (рис. 7), где два других плеча
- реостатные. Если при этом напряжение, снимаемое с диагонали моста,
использовать в качестве сигнала для следящей системы, перемещающей щетку
потенциометра R в сторону уменьшения рассогласования, то всегда в
установившемся состоянии следящей системы это напряжение [pic]u=0 в этом
случае справедливо соотношение
[pic] (4)
Отсюда следует, что в схемах с дифференциальными емкостными датчиками с
воздушным диэлектриком показания отрабатывающего органа (например,
положение стрелки Указателя) не зависят ни от состава газа, ни от наличия в
нем влаги (не выпадающей в виде капель), так как для обеих емкостей,
составляющих дифференциальный датчик, [pic] меняется одинаково. Для
недифференциальных же схем такое влияние может наблюдаться, хотя и в
небольших пределах, так как для воздуха с влажностью 0% [pic]=l.0006, а для
воздуха с влажностью 100% при t=+20°С [pic]=l.0008. В этих схемах эта
величина составит соответственно погрешность примерно 0,02%, в то время как
от некоторых систем с емкостными дифференциальными датчиками удалось
добиться более высокой точности.
В емкостных преобразователях емкость С может меняться или за счет изменения
параметров конденсатора [pic]((, (s, ((. При этом выполняются функции
преобразования неэлектрических величин в изменение емкости или производится
модуляция емкости, что имеет место в емкостных модуляторах, ЭС генераторах
и др.
При работе преобразователя последовательно с его емкостью С включается
сопротивление R (см. рис. 3), специально предусмотренное или
представляющее собой сопротивление подводящих проводов. В зависимости от
соотношения сопротивлений R и 1/j(C преобразователь будет работать в разных
режимах. Если R >> 1/(C или R(C >> 1, то U[pic]Ur и заряд конденсатора
q[pic]CU = const, т. е. преобразователь работает в режиме заданного
заряда. В этом случае U[pic]=q/C=C[pic]U/(C[pic]+[pic]Csin[pic]t)[pic]U[l-
([pic]C/C[pic])sin[pic]t] и выходным параметром преобразователя является
переменная составляющая напряжения U[pic]. Этот режим реализуется, в
частности, на высоких частотах. Если R

Новинки рефератов ::

Реферат: Бизнес-план производственного предприятия (Менеджмент)


Реферат: Проблема межличностной совместимости и межличностной срабатываемости и их психологическая природа (Психология)


Реферат: Христианский брак (Новый Завет) (Религия)


Реферат: Фламандский часослов (Искусство и культура)


Реферат: Голодомор 32-33 років (голод на Украине в 32-33 гг.) (История)


Реферат: Объекты гражданских прав (Право)


Реферат: Развитие санаторно-курортной сферы Кавказских Минеральных Вод (Культурология)


Реферат: Конституционные основы регулирования природопользования охраны окружающей средыьзования (Экологическое право)


Реферат: Влияние технологических процессов на экономические показатели (Технология)


Реферат: Символ, метафора, аллегория как выразительные средства в режиссуре театрализованных массовых представлений (Искусство и культура)


Реферат: История развития этикета: факты (Психология)


Реферат: Английская революция - первая революция нового времени (История)


Реферат: Быстрота и методика ее развития (Физкультура)


Реферат: Информатика (Педагогика)


Реферат: Контент-анализ "Городские новости радио "Европа плюс Шахты" (Социология)


Реферат: Микеланджело (Искусство и культура)


Реферат: Синтетические возможности реакции Вильсмейера-Хаака-Арнольда (Химия)


Реферат: Договор комиссии (Гражданское право и процесс)


Реферат: Бухгалтерский учет в торговле в Украине (Бухгалтерский учет)


Реферат: Лидерство (Политология)



Copyright © GeoRUS, Геологические сайты альтруист