3. Резистивные преобразователи

Резистивными называются преобразователи, в которых входная неэлектрическая величина Х преобразуется в изменение электрического активного сопротивления R. Последнее может быть вызвано различными эффектами в преобразующем элементе, например нагреванием или охлаждением, воздействием светового потока (как в фотопроводящих преобразователях), увлажнением, осушением, механическим перемещением контактной щетки реостата.

R = f (Х, Р, α) - функция преобразования резистивного преобразователя.

1) Контактные преобразователи длины

Это измерительные преобразователи неэлектрических величин, в которых измеряемое механическое перемещение преобразуется в замкнутое или разомкнутое состояние контактов, управляющих электрической цепью. Входной величиной является перемещение.

Имеется два электрических контакта 4 и 5 (рис. 3.1), замыкание которых происходит в функции измеряемого перемещения - изменения размер изделия 1. При увеличении размера изделия шток 3 переместится в направляющих 2 и укрепленный на нем контакт 4 войдет в соприкосновение с контактом 5. При этом  сопротивление  между  контактами  4 и 5 изменится от бесконечности до малого значения, определяемого значением контактного сопротивления.

Рис. 3.1. Схема контактного преобразователя

 

Достоинства: простота конструкции, высокая надежность, малая масса, миниатюризация. Недостатки: погрешность  контакта, зависимость сопротивления от нескольких входных величин, недостаточная стабильность. Погрешность срабатывания контактных преобразователей находится в пределах 1 – 2 мкм.

2) Преобразователи давления контактного сопротивления

Преобразователи основаны на изменении под действием давления Р сопротивления R между проводящими элементами, разделенными слоями полупроводящего материала. ИП может быть выполнен в виде столбика из ряда слоев электропроводящей бумаги, электропроводящей резины  или металлических пластин, на которые путем напыления нанесен высокоомный резистивный слой.

На рис. 3.2 показана конструкция преобразователя давления контактного сопротивления. Преобразователь состоит из электродов 1, электропроводящей пластины 2, слоя клея 3 и изолятора 4.

Рис. 2.2. Конструкция преобразователя,  применяемого

в биоэлектрическом протезе

 

Достоинства: простота конструкции, высокая надежность и достаточная выходная мощность. Недостатки: большая погрешность от гистерезиса и линейности, до 10 %.

3) Реостатные преобразователи длины и угла

Реостатным преобразователем – называют реостат, движок которого перемещается под действием измеряемой неэлектрической величины Х. Входной величиной является перемещение движка, которое может быть линейным или угловым, а выходной величиной – активное сопротивление R.

Рис. 3.3. Реостатные преобразователи

а) с линейным перемещением;

б) с угловым перемещением

 

Преобразователь представляет собой каркас, на котором намотан в один слой провод с большим удельным сопротивлением, и подвижный контакт с линейным (рис. 3.3, а) или угловым (рис. 3.3, б) перемещением движка, скользящим по виткам провода.

Достоинства: простота конструкции, дешевизна, миниатюрность. Недостатки: нестабильность питающего напряжения, неточность изготовления, температурная погрешность.

В ряде случаев реостатные преобразователи выполняются в виде проволоки, по которой перемещается щетка (движок). Такие преобразователи, называются реохордами.