Рубрики

Архивы



Электроника: теория и практика с точки зрения начинающего любителя

Водонесущие системы для водяных нагрузок

В водяных нагрузках применяют водонесущие системы двух видов: открытые и замкнутые. В открытой системе для поддержания постоянного давления жидкости, протекающей через нагрузку, служит приподнятый, постоянно пополняемый сосуд. В замкнутой системе непрерывная циркуляция воды поддерживается через нагрузку при помощи специальной помпы.

Каждый метод имеет свои преимущества. Обсуждению конструктивных данных и конструктивных деталей этих двух водонесущих систем должно предшествовать рассмотрение различных методов калибровки водяных нагрузок. Для измерения приращения температуры обычно используется термостолбик, для определения скорости движения воды — измеритель скорости потока или хронометр и калиброванный сосуд.

При этом, кроме ошибок измерения скорости потока и приращения температуры, имеют место ошибки вычисления Р из уравнения за счет пренебрежения теплообменом, который может происходить между водяным столбиком и окружающими предметами во время движения воды от холодного до горячего спая термостолбика. Последняя ошибка может быть малой или большой в зависимости от конструкции данной водяной нагрузки. Термостолбик градуируется по точному ртутному термометру, при этом холодный спаи помещается в одну водяную ванну, горячий — в другую, обладающую более высокой температурой.

Плоскость шпильки параллельна узкой стенке волновода и лежит ближе к боковой стенке, чем к центру волновода. Для волновода 1X72 подходящей является тонкостенная трубка диаметром. Для облегчения согласования изгиб шпильки должен быть выполнен длинным и острым, а не в виде плавного закругления. К. с. в. н. данной конструкции менее, чем 1,05 при изменении длины волны в пределах 4%.

В волноводах 3-см диапазона и диапазона более коротких волн трубку можно поддерживать со стороны короткозамкнутого конца волновода; в волноводах 10-слг диапазона трубка длиннее и ее необходимо поддерживать при помощи диэлектрических подпорок, которые, по-видимому, уменьшат широкополосность нагрузки. В целях расширения полосы шпилькообразная трубка располагается вне центральной плоскости волновода аналогично тому, как это делается с пластинками фиксированных волноводных аттенюаторов.

Стеклянная трубка для воды вводится через вспомогательный волноводный канал и щель, прорезанную в нижней стенке основного волновода. Вспомогательный волноводный канал к концу нагрузки становится все более широким; ширина щели к концу нагрузки увеличивается. Следовательно, трубке может быть придана конусность с увеличением диаметра к концу нагрузки. Данная конструкция представляет собой превосходный способ введения трубки в волновод без получения значительных отражений.
Читать дальше…

Пьезоэлектрические преобразователи

Работа пьезоэлектрических преобразователей основана на использовании пьезоэлектрического эффекта, представляющего собой способность некоторых материалов образовывать на гранях поверхности при механическом нагружении электрические заряды (так называемый прямой пьезоэффект), а при приложении электрического поля механически деформироваться (обратный пьезоэффект).

Важнейшими природными материалами, обладающими пьезоэлектрическими свойствами, являются кварц и турмалин. Из названных материалов особое предпочтение отдается кварцу, имеющему удовлетворительные пьезоэлектрические свойства, очень высокое сопротивление, относительно малую температурную зависимость пьезоизоляционных постоянных, высокую механическую прочность и большой модуль упругости.

Последнее позволяет путем соответствующего выбора отношения, а изменять чувствительность преобразователя, предел которой ограничивается механической прочностью пластинки. При механическом воздействии на пластину в направлении оси Z заряды на электродах не появляются вовсе. Другим преимуществом кварца является линейность его характеристики при нагружении вплоть до разрушения.

Второй природный пьезоматериал турмалин в отличие от кварца имеет не две пьезочувствительные плоскости, а только одну оптическую ось Z. Поэтому турмалиновые пластины вырезают так, чтобы их рабочие поверхности были перпендикулярны к оптической оси. Благодаря этой особенности турмалин может применяться для измерения гидростатического давления, что делает его трудиозаменимыу для измерении давления в жидкости. К недостаткам турмалина следует отнести значительно большую по сравнению с кварцем температурную зависимость пьезомодуля.

Кроме того, он очень редко встречается в природе и имеет высокую стоимость, что существенно ограничивает его практическое применение. Наряду с указанными природными кристаллами в технике находят применение и искусственные кристаллы: сегнетовая соль (KNT), дигидрофосфат аммония (АДР), дигидрофосфат калия (КДР) и др. В отличие от кварца и турмалина пластины из искусственных кристаллов вырезаются под некоторым углом к полярным осям. Сегнетовая соль имеет очень высокий пьезомодуль (примерно в 150 раз больше пьезомодуля кварца).

К сожалению, она имеет низкую механическую прочность, большую зависимость от температуры и влажности. Другие сегнетоэлектрики (КДР и АДР) имеют более высокую механическую прочность, но вследствие значительной температурной зависимости для измерительных целей применяются редко. В последние годы широкое распространение получили сегнетоэлектрики в виде пьезокерамик титаната бария и его композиций, ниобатов, цирконата титаната свинца и др.
Читать дальше…

Потенциометр

Если потенциометр отрегулирован таким образом, что соотношение мощности переменного тока в двух термисторах подобрано в соответствии с крутизной их характеристик, то мосты останутся сбалансированными при всех изменениях окружающей температуры. Изменение чувствительности в зависимости от температуры получается не больше, чем на +0,1 дб при изменении температуры от -40° С до +55° С. При том же диапазоне изменения температур уход от положения нуля без ручных регулировок не превышает +2,5% ст полной шкалы при чувствительности 2 мет на полную шкалу.

Преимуществом этого моста является то обстоятельство, что сопротивление высокочастотного термистора поддерживается на постоянном уровне. Вследствие этого предотвращается дополнительная ошибка, вносимая из-за изменения полного высокочастотного сопротивления при изменении активного сопротивления бусинки. Кроме рассмотренных схем были сконструированы другие термисторные мосты с непосредственным отсчетом, представляющие собой просто варианты рассмотренных конструкций.

Развитие термисторных индикаторных схем опередило развитие термисторных головок. Существует настоятельная необходимость в разработке головки, удовлетворительно согласующейся во всем частотном спектре от низких частот до высоких ч ультравысоких частот. Но поскольку условия широкополосности относительно мало влияют на схему моста, то расширение используемого ныне спектра сантиметровых волн в области еще более коротких волн не выдвинет новых проблем в конструировании мостов.

Схема обеспечивает сохранение величины сопротивления термистора в пределах двух ом. Для обычных требований эта регулировка достаточна. Для модификации этой схемы с целью измерения мощности высокой частоты, рассеиваемой в бусинке во время регулировки головки, никаких попыток предпринято не было.

Однако был создан мост с автоматической балансировкой для измерения мощности, в котором для поддержания баланса используется подобная цепь обратной связи. Такой мост типа BTL так же, как и мост типа V, основан на использовании напряжения постоянного тока для поддержания чувствительности независимо от окружающей температуры.

В нем в отличие от моста типа V вместо дискового термистора используются второй бусинковый термистор в качестве элемента, управляющего низкочастотной мощностью моста, и низкочастотная цепь обратной связи, автоматически поддерживающая баланс моста JB широких пределах изменения окружающей температуры.

Мощность постоянного тока в высокочастотном термисторе устанавливается на уровне 7 мет. Микроамперметр постоянного тока при этом переключается в положение «200» и служит в качестве вольтметра с высоким сопротивлением, подключенного параллельно высокочастотному термистору.
Источник: sovremennaya-elektronika.ru

Добавить комментарий

  

  

  

kod 777