Главная страница  Принципы преобразования 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [ 33 ] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46]

чувствительного элемента для восприятия звукового давления. Она образует один электрод конденсатора. Задняя плата формирует второй электрод конденсатора.

У этого микрофона электроды должны быть заряжены, для чего используется постоянное напряжение порядка 200 В от отдельного источника питания. В некоторых типах конденсаторных микрофонов аналогичная проблема решается за счет расположения между электродами поляризованного Диэлектрика. Последний называется электретом, и поэтому такие конденсаторные микрофоны соответственно называются электретными. Они, как правило, оснащаются предусилителями на основе интегральных полевых транзисторов, питающихся от малогабаритных интегральных ячеек. Эти предуси-лители работают как преобразователи сопротивления (см. предыдущий раздел о пьезоэлектрических микрофонах) .

Гидрофоны

В воде звук измеряется с помощью специальных микрофонов - гидрофонов. Наибольшую популярность получили пьезоэлектрические гидрофоны, которые по своей конструкции напоминают пьезоэлектрические микрофоны.

Местоположение источника звука может быть установлено двумя или более микрофонами, а сам этот процесс называется провешиванием. Часто используются два гидрофона, один в качестве излучателя звука, дру- гой - в качестве детектора. Они образуют эхолокацион-ную установку, в которой импульсы звука излучаются и после отражения принимаются детектором (как эхо) от находящегося под водой тела. Время между моментом излучения и моментом приема импульса и определяет расстояние до тела.

Ультразвук

Ультразвуковые волны очень похожи на звуковые. Они создают в воздухе движущиеся волны давления и отличаются от звука только частотой, поскольку занимают диапазон частот свыше 20 кГц. Для ультразвуковых волн не существует верхнего предела частот-используются колебания таких частот, которые обеспечивают распространение ультразвука в данной среде.



Ультразвуковые преобразователи позволяют излучать и принимать ультразвуковые волны целого ряда частот. Они представляют собой, как правило, специальные пьезоэлектрические конструкции, имеющие резонансную частоту в диапазоне ультразвука. Подача на излучающий преобразователь колебаний от генератора на некоторой резонансной частоте вызывает излучение ультразвуковых волн. Излучатель и детектор должны подбираться для работы на одной и то же резонансной частоте.

Простое провешивание (определение расстояния) и эхолокация позволяют применять описанные преобразователи в различных областях техники и медицине. Преимуществом ультразвука является большая направленность излучения, чем у звука. В этом смысле он обладает свойствами отражения и взаимодействия, близкими к свойствам светового излучения. Лучшим примером возможностей ультразвука является ультразвуковое сканирование в медицине, в частности, для определения состояния плода в утробе матери путем внешнего обследования ее приборами.

Оптика

Свет представляет собой электромагнитное излучение.

Так же как звук, свет может быть точно описан лишь в терминах субъективного восприятия его человеком. Дело в том, что видимый свет представляет собой излучение в диапазоне длин волн, который воспринимается человеческим глазом, - от 380 до 780 им. Безусловно, длины волн выше и ниже этих границ также обладают различными свойствами света и используются в иных областях.

Длины волн между 10 и 380 нм называются ультрафиолетовым излучением либо просто ультрафиолетовым светом. Аналогично длины волн между 780 и 3000 нм и больше называются инфракрасным излучением, хотя в- обиходе это излучение называют просто инфракрасным светом.

Наиболее важной измеряемой величиной в оптике является интенсивность, хотя определяется также и цвет ((для светового излучения).



Интенсивность

Преобразователи для измерения оптических величин относят иногда к датчикам или детекторам. Для уточнения их называют еще инфракрасными, ультрафиолетовыми или световыми датчиками или детекторами. Иногда используют термины фотодатчик, фотодетектор или оптоэлектронный прибор, но они являются производными для оптических измерительных преобразователей и не дают представления о том, на какой длине волны производятся измерения.

Оптические измерительные преобразователи можно разделить на две основные категории: фотонные детекторы (термин происходит от первоначального - фотодатчик) и термодетекторы.

Фотонные детекторы

Основные принципы работы фотонных детекторов показаны на рис. 7.3. Фотопроводящий чувствительный элемент (рис. 7.3, fl) выполняется из полупроводникового материала, у которого сопротивление изменяется пропорционально освещенности. Падающая на него световая энергия (энергия фотонов) поглощается по- лупроводником, производя в нем изменение числа носителей заряда и соответственно изменяя его сопротивление.

Фотодиоды (рис. 7.3,6) и фототранзисторы (рис. 7.3, в) являются примерами фотопроводящих переходных датчиков, где фотопроводящий полупроводник используется в переходе диода или триода. Одним из вариантов таких преобразователей служит pin-диод, название которого произошло от того факта, что он является переходом между полупроводниками р- и п-типов с разделяющим слоем чистого или беспримесного полупроводника .(рис. 7.3,г).

Фотоизлучающие датчики излучают электроны, когда фотоны попадают на катод (в случае фотоумножителя - рис. 7.3, d) или р - п-переход (в случае лaвиJчнoгo фотодиода - рис. 7.3, е).

Фотоусилители размещаются обычно в вакуумной трубке и имеют множество диодов, управляемых постоянно возрастающим положительным потенциалом. Когда фотоны попадают в фотоумножитель и ударяются




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [ 33 ] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46]

0.0207