НИЯМ, то образзется поперечное электрическое поле, пропорциональное произведению плотности магнитного пото-

и силе электрического тока. Этот эффект возникает Б проводниках, однако наиболее существенен он в полупроводниках, где известен под названием эффекта Холла,

На рис. 2.16 показана полупроводниковая пластина, к которой приложено магнитное поле с индукцией В, перпендикулярное протекающему через нее току /, и возни-

Рис. 2.16. Иллюстрация эффекта Холла, при котором возникающее э.пектрическое поле перпендику--.пярно прикладываемому к полупроводнику магнитному полю и протекающему по нему току

кающее при этом электрическое поле с напряженностью Е. Отношение между магнитной индукцией, током и напряженностью определяется следующим образом:

E=-R{1.B), -•коэффициент Холла; п - число зарядов,

где Rh=-

протекающих через единицу объема и образующих электрический ток в проводнике или полупроводнике; е - заряд носителя зарядов.

Эффект Холла используется во многих типах преобразователей, предназначенных для измерения магнитного поля, а также в бесконтактных переключающих приборах.

Термоэлектрические преобразователи

Термоэлектрические преобразующие элементы превращают изменение измеряемой величина (температуры) в изменение тока, возникающего вследствие разности температуры на спае двух разнородных материалов, в котором возникает эффект Зеебека (Seebeck) (рис. 2.17).

Термоэлектрический преобразователь больше известен под названием термопары, в которой зонд состоит из двух спаев, один из которых размещается в точке, где произ-

водится измерение температуры, а второй - в точке опор." ной температуры (рис. 2.18). Разность потенциалов Vs, которая образуется на двух спаях (известная как кон-тактные потенциалы), зависит от температуры спаев и измеряется вольтметром.- Таким образом, показания вольтметра отображают разность температур между спаями.

Спай при одной темлературе

Метам f

Спай при другой-meMnepamdfps

Метам Z Ток t

Рис. 2.17. Эффект Зеебека, при котором в схеме, состоящей из спаев двух.разнородных металлов, находящихся при.разной температуре, возникает ток

известной тмпературе.

Шталп 1

Сти при

опорной температуре

Металл Z

Рис. 2.18. Принцип действия термопары

500 -1000

Температураt°

Рис. 2.19. Типичные зависимости напряжения от разности

температуры для термопар, спаи которых выполнены нз разных материалов:

1 - никель-хром/константан (тнп Е); 2 - железо/константан (тнп J); 3 - медь/константан (тип Т); 4 -

никель-хром/никель-марганец- алюминий-кремний (тип К); 5 - платина-родий/платина (тнп R); 6 - платина-родий/платина (тип S)

На рис. 2.19 показаны кривые, характеризующие зависимость напряжения от разности температур для ряда типичных материалов, из которых образуются спаи термопар. Хотя эти зависимости кажутся линейными, подробные исследования показывают, что это не совсем так.

На практике не так просто достигнуть необходимой

точности температурных измерений с помощью термопар, как это может показаться из приведенных выше рассуж-йеяий, поскольку соединение вольтметра с термоэлектрической схемой само по себе образует новый спай в схеме. Кроме того, объект, температура которого измеряется, может находиться на некотором расстоянии от вольтметра, что затрудняет процесс формирования стабильной опорной температуры.

ГЛАВА 3

ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Измерительные преобразователи обычно проектируются так, чтобы измерять только, одну физическую величину, поэтому они и реагируют только на нее. Например, термистор проектируется для измерения изменений температуры.. Конечно, зачастую и другие измеряемые величины могут быть определены по известным соотношениям этих величин с величинами, непосредственно воспринимаемыми преобразователями; скажем, скорость можно вычислить по результатам измерения перемещения нутем деления перемещения на время, за которое это перемещение произошло.

Поэтому функции, для выполнения которых используется преобразователь, зависят от структуры измерительной системы и не всегда определяются внутренними свойствами прибора. Тем не менее внутренние свойства преобразователей имеют важное значение и их следует учитывать при любых серьезных исследованиях-

Характеристики преобразователей

.Диапазон преобразователя определяется верхней и нижней границами значений из1меряемой величины. Односторонний диапазон характеризуется тем, что измеряемыми являются либо только положительные, либо только отрицательные значения физической величины (ска-!Жем, от О до 10 кг). Причем односторонний диапазон может быть расположен так, что нулевое значение физической величины измерить не удается (например, от 120 до 900 об/мин). При двустороннем диапазоне определяются