Классификация преобразователей
Одним из основных классификационных признаков преобразователей является физический принцип, заложенный в основу построения датчиков.
- Резистивные датчики. В основу построения их заложено преобразование измеряемой физической величины в изменение омического сопротивления. При этом измеряемая механическая величина предварительно преобразовывается в перемещение (деформацию).
- Электромагнитные датчики. К этой группе относятся датчики, использующие взаимодействие магнитных потоков, создаваемых протекающим по контурам электрическим током. Электромагнитные датчики, в свою очередь, подразделяются на индуктивные, трансформаторные и индукционные.
- Пьезоэлектрические датчики. Эти датчики основаны на использовании пьезоэффекта, при котором осуществляется преобразование динамического усилия в электрический заряд. Существуют датчики, использующие обратный пьезоэффект. Пьезоэлектрические датчики по физическому принципу действия иногда относят к электростатическим, так как информационным параметром является электростатический заряд.
- Электростатические датчики. Они основаны на взаимодействии двух заряженных тел. К таким датчикам относят, например, емкостные, позволяющие регистрировать различные механические усилия, уровень жидкости, состав веществ и др.
- Гальваномагнитные датчики. Эти датчики основаны на гальваномагнитном эффекте, сущность которого заключается в изменении электрических параметров преобразователей под действием магнитного поля или появления ЭДС. Такие датчики бывают магниторезистивного типа и основаны на эффекте Холла.
- Электрохимические датчики. К этой группе относятся электрохимические резистивные датчики, гальванические, полярографические, электрокинетические и химотронные преобразователи. Принцип действия этих датчиков основан на зависимости параметров электролитического преобразователя от состава и концентрации, температуры и других свойств раствора, а также зависимость электрической разности потенциалов на границе раздела твердой и жидкой фаз от скорости перемещения раствора.
- Тепловые датчики. Принцип работы этих датчиков основан на использовании физических закономерностей, определяемых тепловыми процессами. К этим датчикам относятся датчики термомеханического, терморезистивного и термоэлектрического типов.
- Оптоэлектрические датчики. Основаны на преобразовании оптических излучений в электрический сигнал. В зависимости от длин волн и интенсивности воспринимаемых оптических лучей эти датчики позволяют регистрировать яркость света, температуру веществ, спектральный состав оптических излучений, состав веществ и др.
- Датчики линейных и угловых перемещений в зависимости от диапазона величин и требований к конструкциям могут быть построены на основе реостатных, емкостных, индуктивных, тензорезистивных, пьезоэлектрических преобразователей и др. В некоторых случаях применяются также ионизационные (например, для измерения уровня) преобразователи, основанные на интерференции света, и др.
- Датчики для измерения механических усилий, крутящих моментов, давлений и напряжений строят на основе тензорезистивных, пьезоэлектрических, магнитоупругих преобразователей. При использовании промежуточных механических чувствительных элементов (мембран, сильфонов, рычагов и др.) измеряемые механические параметры предварительно преобразуются в линейное перемещение и для измерения последнего применяют уже индуктивный, емкостный, фазоэлектрический и другие типы преобразователей.
- Датчики параметров движения строят на основе пьезоэлектрических, индукционных, индуктивных преобразователей совместно с инерционными (для сейсмических или гироскопических датчиков), мембранными, роторными (для датчиков расхода) и другими первичными измерительными преобразователями.
- Датчики температур строят на основе термоэлектрических, оптоэлектрических, радиационных и других преобразователей.
- Датчики химического анализа строят на основе резистивных, емкостных, термоэлектрических и других преобразователей.
- Датчики излучения света, как правило, строят на основе фоторезистивных и фотоэлектрических преобразователей.