Датчики второго уровня. Резонансная частота и демпфирование датчика второго порядка

Датчики второго порядка – тоесть с двумя энергонакопительными элементами описываються ур-ем 2 порядка.

Пример датчика 2 порядка является емсиперометр в соства которого входит масса и пружини. НА выходе датчика 2 порядка, после подачи на них ступенчатого воздействия практически всегда появляються колебания. Эти колебания могут быть очень кратковременными, тогда датчик демпфирован, или они могут продолжаться длительное время или постоянно. Продолжительность колебания на выходе датчика является свидетельством о неправельной работе. Любой датчик 2 порядка характерезуеьтся резонансной частото й (собств), выраженначя в Гц или рад/с. На собственной частоте происходит значительное увеличение выходного сигнала датчика. Обычно производителем указывается: значение собственной частоты колебаний и его коэффициент затухания.

От резонансной частоты зависят механические, тепловые и электрические свойства датчика. Рабочий частотный диапазон датчиков либо значительно меньше собственной частоты либо выше ее. Для датчика разрушения стекла резонансная частота явл рабочей.

S

3 A C

F 2 B D

1

t

Виды выходных сигналов с различными коэф демпфирования.:

1) Передемпфирование;

2) Критическое демпфирование

3) Недодемпфирование

Когда выходной сигнал установливается достаточно быстро и не выходит за пределы стационарного значения, система обладает критическим затуханием, а ее коэф. демпфирования равен 1.

Когда коэф демпфир. <1 и выходной сигнал превышает установившейся значение – система недодемпфирована, а когда >1, а сигнал установившегося гораздо медленнее – передемпфирована.

Для колебательного выходного сигнала, коэф затухания определяется абсолютным значением большей амплитуды и меньшей пары взятых полуволн колебаний, относительно установившегося значения

Надежность датчика – способность датчика выполнять требуемые функции, при соблюдении определенных условий в течении заданного промежутка времени.

19 . Металичиские тензо-резисторы

Удельное сопротивления уменшается с увеличением проложенного к ним давления. Для изготовления резисторов используют датчики сплава на основе никеля.

Разные сплавы различаются как термическим коэф. зависимости своих коэф. объёмного расширения и сопротивления, так и устойчивостью к высоким тем-рам. Для проволочных датчиков используют проволоки с диаметром 20 мкм, и толщиной подложки 0,03 мм для пластика или эпоксида или 0,1 мм для бумаги.

Датчики из фольги изготавливаются по той же технологии что и печатные платы.

1.Даный датчик позволяет сократить размеры и обеспечить более точные измерения.

2.оптимальный контур датчика. В частности утолстить поверхность датчика и понизив их сопротивление исследовав их влияния поперечных деформаций.

3. увеличить площадь примыкания тензорезисторов обеспечив таким образом лучших тепловых контактов со среды, а значить и легкий отвод энергии измеряемого тока.

4.уменшыть ошибки возникающие из за зазора между проводящими слоями и поверхностью обр. особенно в случаи измерения износа так как общая толщина фольги и подложки незначительна и составляет 20-35 мкм.

Сопротивление. Удельное сопротивление материала датчика должно быть достаточно высоким, чтобы требовать значения сопротивления от 100 до 5000 Ом.

Коэф. преобразования датчика. Значение этого коэф. близки к 2+0,1 за исключением сплавов изоэластик и платина.

Влияние мех. напряжений. Пока нить датчика остаётся в пределах упругости его коэф. преобразования постоянен и обеспечивается линейная зависимость между сопротивлением и деформацией.

Влияние тем-тур. Обычно тем-рные изменения незначит. влияют на коэф. тензочувствительн. и линейность сохраняется в широком тем-рном диапазоне от -100⁰С до 300⁰C.