TRADUCTOARE ELECTRICE

Click here to load reader

  • date post

    03-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    638
  • download

    15

Embed Size (px)

Transcript of TRADUCTOARE ELECTRICE

TRADUCTOARE ELECTRICE

12.1. Consideratii generale.

Intre marimea de masurat si obtinerea informatiei metrologice trebuie sa se stabileasca un intreg lant de masurare, in care traductorul are functia de a capta marimea de masurat si de a o converti intr-o forma convenbila pentru masurare. Traductorul reprezinta convertorul de intrare si din aceasta cauza, el are contact direct cu fenomenul supus masurarii. El trebuie sa fie sensibil la marimea de masurat, lucru ce determina atat natura cat si structura sa si conditioneaza selectarea principiilor ce pot fi utilizate.

Deci, prin traductor de masurare se intelege, in general, un dispozi-tiv tehnic care serveste la convertirea unei marimi fizice intr-o alta marime fizica ale carei variatii urmaresc fidel variatiile primei marimi fizice, cu scopul masurarii ei. Ele efectueaza transformarea analogica sau digitala a marimii de masurat intr-o marime fizica de aceeasi natura sau de natura diferita, avand insa calitatea importanta de a fi usor de masurat. Astfel, clasificarea traductoarelor dupa natura marimilor de intrare si de iesire este urmatoarea:

- traductoare de marimi electrice in marimi electrice (amplificatoarele, convertoarele, transformatoarele, redresoarele, divizoarele, sunturile, modulatoarele, demodulatoarele, etc.).

- traductoare de marimi neelectrice in marimi neelectrice (parghii, resoarte, membrane, reductoare, etc.).

- traductoare de marimi electrice in marimi neelectrice (dispozitivele de masurare, electromagneti, servomotoare, etc.)

- traductoare de marimi neelectrice in marimi electrice ( traductoare de temperatura, traductoare de deplasare, etc.) De cele mai multe ori notiunea de traductor se refera la aceasta ultima grupa, in sens mai restrans.

Din multitudinea traductoarelor realizate efectiv se constata dezvoltarea considerabila luata de traductoarele electrice (care reprezinta traductoarele ce convertesc marimea de intrare intr-o marime de iesire care este de natura electrica). Acest lucru se explica prin faptul ca traductoarele electrice sunt in general simple ca utilizare si pot fi usor adaptate si manipulate.

Dispozitivele electronice asigura amplificarea relativ usoara a marimilor electrice de la iesirea traductorului si aducerea semnalelor ce contin informatia de masurare la nivelul de putere dorit. Prin aceasta se permite masurarea unor marimi situate in locuri greu accesibile, incomode sau periculoase, iar semnalul obtinut in urma conv 454e46e ersiei efectuate de traductor poate fi transmis la distanta.

Traductoarele electrice se pot clasifica dupa urmatoarel criterii:

- dupa principiul de functionare traductoarele electrice se impart in doua categorii: traductoare generatoare sau energetice si traductoare parametrice sau modulatoare.

Traductoarele generatoare sau energetice sunt acele traductoare care furnizeaza la iesire o tensiune electromotoare sau curent fara sa fie necesara alimentarea lui cu energie electrica, de exemplu: traductoarele Hall, traductoarele piezorezistive, traductoarele termoelectrice, etc.

Traductoarele parametrice sau modulatoare sunt acele traductoare la care marimea de intrare, influentand proprietatile electrice ale unui corp este convertita intr-o marime electrica pasiva, de exemplu: rezistenta, inductanta, capacitate, etc, in acest caz fiind necesara o sursa exterioara de energie pentru efectuarea masurarii; exemple de acest tip sunt: traductoarele inductive, termorezistentele, termistoarele, etc.

- dupa marimea fizica pentru care sunt destinate s-o converteascan sunt: traductoare de temperatura, traductoare de deplasare, traductoare de presiune, etc.

- dupa natura marimii de iesire sunt: traductoare rezistive, traductoare capacitive, etc.

- dupa modul de variatie al marimii de iesire, traductoarele se impart in doua categorii: traductoare analogice si traductoare numerice sau digitale.

Traductoarele analogice sunt traductoarele la care marimea de iesire este sub forma unui semnal continuu, avand aceeasi variatie in timp ca si marimea de la intrare.

Traductoarele numerice sau digitale sunt traductoarele la care marimea de iesire este sub forma unui semnal discontinuu, o succesiune de impulsuri, sau o combinatie de tensiuni, care dupa un anumit cod semnifica modul de variatie al marimii aplicate la intrare.

12.2. Traductoare rezistive.

12.2.1. Traductoare reostatice (potentiometrice).

Fig. 12.1. Schema traductorului reostatic.

Fig.12.2. Realizarea unor legi de variatie a

rezistentei: a) continuu; b) in trepte.

Traductoarele potentiometrice sunt rezistoare variabile cu cursor (reostate) la care cursorul este actionat de marimea de intrare, care poate fi o deplasare liniara sau o deviatie unghiulara. Marimea de iesire va fi o rezistenta care poate varia liniar in functie de marimea de intrare, sau dupa o lege anumita. Traductoarele reostatice sunt formate dintr-un suport izolant pe care este bobinat un conductor din material rezistiv, conductorul fiind izolat cu email sau cu oxid. Un cursor actionat de marimea de intrare se poate deplasa peste spirele bobinajului (fig. 12.1.).

Pe locul unde calca contactul cursorului, spirele se dezizoleaza. Suportul se confectioneaza din textolit, ceramica sau mase plastice. Se utizeaza si suporti din aluminiu oxidat (strat 10 mm) care prezinta avantajul unei bune raciri a conductorului si dimensiuni fixe. Este de dorit ca firul si carcasa sa aibe un coeficient de dilatare egal. Pentru conductoare se utilizeaza constantanul, manganina, aliaje nichel-crom si uneori platina-iridiu, cu diametre intre 0,02-0,1 mm. Cursorul este confectionat din lamele elastice din bronz fosforos, iar contactul din aliaje platina-iridiu sau platina-beriliu.

Se construiesc traductoare reostatice cu deplasare unghiulara cu mai mult de 360o, asa numitele potentiometre elicoidale, la care cursorul poate executa pana la cateva zeci de ture.

Pentru a asigura o anumita lege de variatie a rezistentei traductorului in functie de deplasarea cursorului, bobinarea conductorului se face pe suporti de forme bine determinate (fig. 12.2.a.). Uneori pentru simplificare se utilizeaza suporti cu trepte (fig. 12.2.b.).

Un dezavantaj important al traductorului reostatic il constituie semnalul perturbator produs la deplasarea cursorului (zgomot de contact), indeosebi in prezenta vibratiilor. Un alt dezavantaj al traductorului reostatic il constituie uzura relativ ridicata la care este supus in functionarea lui.

Traductoarele reostatice se utilizeaza la masurarea deplasarilor liniare, sau unghiulare relativ mari (mm - cm, respectiv zeci de grade), la masurarea fortelor si presiunilor.

12.2.2.Traductoare tensometrice

Traductorul tensometric este un traductor rezistiv (tensorezistiv) care are ca si marime de intrare o deformatie (alungire, contractie) iar marimea de iesire apare ca variatie a rezistentei unui filament din material conductor (metal), sau semiconductor sub efectul acestei deformatii.

Traductoarele tensometrice pot fi de doua tipuri: unele care se lipesc pe piesa a carei deformatie se cerceteaza si altele care nu se lipesc, fortele actionand direct asupra lor, deformandu-le. Cea mai

mare raspandire o au traductoarele de primul tip, care la randul lor se impart in tensometre cu filament metalic si tensometre cu semiconductor. Cele cu filament metalic pot fi confectionate din conductor cilindric sau realizate sub forma peliculara. In fig. 12.3. a si b se prezinta aspectul traductoarelor tensometrice metalice care functioneaza prin lipire pe piesa de contact.

a)

b)

Fig.12.3. Traductoare tensometrice:

a) cu fir; b) peliculare.

Aceste traductoare se mai numesc si timbre tensometrice sau marci tensometrice. In fig. 12.3.a. este prezentat traductoarul cu fir metalic. El este compus din doua folii intre care se afla lipit in forma din figura un fir metalic cilindric de diametru (0,020,03) mm. Drept folii se utilizeaza hartia , matasea sau folii de plastic. Pentru conectarea traductorului in circuit se prevad terminalele din cupru. Pentru fire se utilizeaza aliaje de mare rezistivitate avand un coeficient mic de temperatura a rezistivitatii. Cea mai mare utilizare o are constantanul.

Traductorul tensometric de forma peliculara (fig. 12.3.b) este realizat dintr-o pelicula din aliaj, depusa prin procedee fotografice sau prin evaporare in vid pe un suport izolant.

Traductorul tensometric pelicular are avantajul unui contact termic mai bun cu piesa pe care se lipeste, ceea ce permite functionarea cu un curent mai mare fapt ce duce la marirea sensibilitatii instalatiei de masurare. Mai prezinta avantajul de a putea fi confectionat de dimensiuni mai mici si de forme mai complicate pentru studiul solicitarilor complexe. De asemenea traductorul tensometric pelicular se preteaza mai usor la o fabricatie in serie. Dimensiunea activa a traductorului tensometric este lungimea buclelor din care este format. Aceasta lungime mai poarta denumirea de baza. Se construiesc traductoare avand baza de la 3 mm (1 mm la marcile peliculare), pana la 150 mm. Traductoarele cu baza mare se utilizeaza pentru masurarea deformatiilor materialelor neomogene (beton, lemn). Latimea traductorului poate varia de la ordinul mm pana la zeci de mm. Pentru studiul solicitarilor complexe se utilizeaza tensometre sub forma de rozete sau retele multiple. Traductoarele

tensometrice, atat cele cu fir cat si cele peliculare, au rezistenta ohmica intre 30 si 600 de ohmi in functie de dimensiuni si material.

Traductoarele tensometrice cu semiconductori utilizeaza germaniul si in deosebi siliciul atat de conductibilitate 'p' cat si 'n'. Aceste traductoare prezinta avantajul unei sensibilitati de aproximativ 30100 de ori mai mare de