емого в конструкции такого преобразователя, используются: 1) природные кристаллы, такие, как кварц или ро-челлевая соль; 2) синтетические кристаллы, например сульфат лития; 3) поляризованная ферромагнитная керамика, например титанат бария.

t Электромагнитные преобразователи

Электродвижущая сила (ЭДС) генерируется вдоль проводника, когда его пересекает переменное магнитное поле. И, наоборот, когда проводник движется через магнитное поле, вдоль него генерируется ЭДС (рис. 2.3), определяемая из следующего соотношения:

Е =-

<3(ЛФ) dt

где (1{Ыф)1й1 - скорость изменения потокосцепления.

Магнит -

Катушка проВодиака

Изменение напряжения

Рис. 2.3. Электромагнитное преобразование

Катдшка

с с с с

индуктивности

Сердечник

Рис, 2.4. Индуктивное пре-. образование

~5 ~5

вменение напряжения

Рис. 2.5. Преобразование магнитного сопротивления, используемое в дифференциальном трансформаторе с ли: нейно-изменяющимся выходом

Индуктивное преобразование показано на рис. 2.4, где самоиндукция катушки меняется в соответствии с изменением измеряемой величины. Изменение индуктивности может быть осуществлено путем движения ферромагнитного сердечника внутри катушки либо путем внесения внешнего изменяющегося потока в катушку с неподвижным сердечником.

Преобразование магнитного сопротивления показано на рис. 2.5, на котором цепочка сопротивления между двумя или более катушками (или отдельными частями одной или нескольких катушек) изменяется в зависимости от вариаций измеряемой величины. Когда к системе катушек прикладывается переменный ток, тогда изменение измеряемой величины трансформируется в изменение выходного напряжения.

Электромеханические преобразователи

Электромеханические преобразователи выпускаются в разном исполнении, но все они выполняются в форме механического контактного устройства, работающего под действием изменяющейся физической величины, измерение которой и осуществляется. Обычно контакты имеют простую форму и работают в дискретном режиме, как, например, биметаллический выключатель (рис. 2.6).

Контакты

Баметаптеский. злемент

Ряс. 2.6. Биметаллический элемент, работающий как электромеханический преобразователь

Когда значение измеряемой величины превышает точку переключения, контакт размыкается или замыкается, вследствие этого в замкнутой или разомкнутой электрической цепи формируется выходной сигнал преобразователя.

Электромеханические преобразователи являются, как правило, цифровыми (дискретными), поскольку их контакты могут быть лишь в двух положениях и представ-, ляют собой элемент включен/выключен.

Ионизационные преобразователи

Ионизационные преобразующие элементы превращают изменение измеряемой величины в изменение тока ионизации, который протекает, например, через жидкость, расположенную между двумя электродами (рис. 2.7). Типичным примером использования ионизационного принципа является прибор для измерения кислотности раствора. Степень кислотности раствора определяется

Жидкость

) сГо

оо оо оо оо оо

Эпектроды

Ионы

Изменение тока

Рис. 2.7.,Ионизационное преобразование, при котором ионы мигрируют в жидкости к электродам и действуют как переносчики зарядов, вызывая тем самым электрический ток

концентрацией в нем положительно заряженных ионов водорода, называемой водородным потенциалом (известного больше в виде аббревиатуры рН). Причем

pH=-log[H+],

где [Н+] - концентрация ионов водорода в граммах на литр.

- Значение рН равно О для чисто кислотного раствора, 7 для нейтрального раствора (например, чистой воды) и 14 для чисто щелочного раствора.

Типичный рН-зонд имеет электроды, находящиеся в Желатине с известным значением водородного потенциала. Они формируются специальной стеклянной мембраной, которая находится в контакте с раствором, значение рН которого измеряется. Разность потенциалов Между двумя электродами отражает значение рН раствора (около 59 мВ на единицу рН).