Физические принципы преобразования величин и материалы, используемые для построения пассивных датчиков

Комбинированные датчики

При измерениях некоторых неэлектрических величин не всегда удается преобразовать их непосредственно в электрическую величину. В этих случаях осуществляют двойное преобразование исходной (первичной) измеряемой величины — в промежуточную неэлектрическую величину, которую преобразуют затем в выходную электрическую величину. Совокупность двух соответствующих измерительных преобразователей образует комбинированный (составной) датчик.

В зависимости от выбора точки отсчета датчики можно разделить на абсолют­ные и относительные. Абсолютный датчик определяет внешний сигнал в абсолют­ных физических единицах, не зависящих от условий проведения измерений, тогда как выходной сигнал относительного датчика в каждом конкретном случае может трактоваться по-разному. Примером абсолютного датчика является термистор. Его электрическое сопротивление напрямую зависит от абсолютной температуры по шкале Кельвина. Другой же популярный датчик температуры — термопара — явля­ется относительным устройством, поскольку напряжение на его выходе является функцией градиента температуры на проволочках термопары. Поэтому определить конкретную температуру по выходному сигналу термопары можно только относи­тельно известной базовой точки отсчета. Другим примером абсолютных и относи­тельных датчиков является датчик давления. Показания абсолютного датчика со­ответствуют значениям давления относительно абсолютного нуля по шкале давле­ний, т.е. относительно полного вакуума. Относительный датчик определяет давле­ние относительно атмосферного давления, которое не является нулевым.

Другой подход к классификации датчиков заключается в рассмотрении их ха­рактеристик. Для того чтобы отнести датчик к той или иной группе необходимо знать, какие величины он может измерять, его характеристики, на каком физичес­ком принципе он реализован, какой механизм преобразований он применяет, из какого материала он изготовлен, какая область его применения. В на рисунке 1.2.4, представлена схема такой классификации, которая является наиболее информативной.

Рис. 1.2.4 Классификация датчиков