Файл: Попов В.С. Электрические измерения (с лабораторными работами) учебник.pdf

индуктивность катушки электромагнита и ее полное сопро­ тивление, т. е.

* = f(P).

В дифференциальном преобразователе (рис. 13-10, б) перемещение якоря вызывает увеличение индуктивности

механической величины Р изменяется воздушный зазор б,

и показания вольтметра зависят от измеряемой вели­ чины, т. е.

Емкостный преобразователь представляет собой кон­ денсатор, емкость которого изменяется под действием измеряемой неэлектрической величины.

Так как емкость конденсатора зависит от площади электродов, их формы, расстояния между ними, а также от размеров диэлектрика и его диэлектрической пропи-

330

цаемости, то эти преобразователи можно применять для измерения тех неэлектрических величин, значения которых влияют на один из пере­ численных выше параметров емкостного преобразователя.

В емкостпых манометрах и динамометрах изменяется воздушный зазор б (рис. 13-12) между двумя пластинами конденсатора под действием измеряемого давления Р или силы F.

Работа емкостного преобразователя для измерения толщины резиновой ленты 1, которая протягивается между двумя неподвижными электродами 2 (рис. 13-13), основана на влиянии толщины ленты на изменение воздушного зазора и емкость преобразователя.

Емкостный преобразователь для измерения влажности зерна, порошка, волокна, пряжи представляет собой цилиндрический конденсатор (рис. 13-14). Внутренний электрод имеет форму цилиндрического стержня, наруж­ ный электрод — форму стакана, внутреннее пространство до определенного уровня заполняется испытуемым мате­

Емкостные преобразователи имеют малую емкость, поэтому измерение их емкости производят при повышенной или высокой частоте, применяя при этом электронные усилители.

331

з) Фотоэлектрические преобразователи

Чувствительным элементом фотоэлектрических преоб­ разователей служат фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом в свою очередь делятся на фотоэлементы вентильные (с запирающим слоем) и фоторезисторы (фотосопротивления).

Фотоэлементы с внешним фотоэффектом бывают вакуум­ ными и газонаполненными. Наложенный на внутреннюю поверхность стеклянной колбы слой серебра, покрытый слоем щелочного металла, служит катодом. Анод выполнен

ввиде металлического кольца или диска, расположенного

вцентре колбы (А на рис. 13-15). Если между анодом и катодом создать электрическое поле (рис. 13-15), а на фото­

При постоянном напряжении между анодом и катодом

к световому потоку от стандартного источника света (лампа накаливания 100 Вт с вольфрамовой нитью и цве­ товой температурой 2850 К), выраженному в люменах (лм), называется интегральной чувствительностью фотоэле­ мента. Для вакуумных фотоэлементов она доходит до

100мкА/лм.

Вгазонаполненных фотоэлементах колба заполняется обычно аргоном, что значительно повышает чувствитель­ ность фотоэлемента. Наиболее распространенные фотоэле­ менты: тип СЦВ — сурьмяно-цезиевый — вакуумный и тип ЦГ — кислородно-цезиевый — газонаполненный.

Фототок, полученный от вакуумных фотоэлементов, мал, и его приходится усиливать.

Вместо фотоэлементов можно применять фотоэлектрон­ ные умножители, в которых усиление фототока происходит

332

посредством вторичной эмиссии электронов эмиттерами, находящимися в самом умножителе. В результате вторич­ ной эмиссии фототок увеличивается в сотни раз. Так напри­ мер, в однокаскадном умножителе типа ФЭУ-1 интеграль­ ная чувствительность доходит до 800 мкА/лм.

Фотоэлементы с запирающим слоем по своему устрой­ ству сходны с полупроводниковыми выпрямителями, у ко­

нов и дырок, что вызывает разность потенциалов на р-п-ие- реходе.

Вентильный фотоэлемент (рис. 13-1G) состоит из металлического диска, на который наложен слой полупроводника (селен, таллий, германий, кремний), а на послед­ ний наложен полупрозрачный металлический слой. При освещенпн в цепи возникает фототок.

Интегральная чувствительность фотоэлементов с запи­ рающим слоем значительно выше, чем фотоэлементов с внешни фотоэффектом, что в ряде случаев дает возмож­ ность обойтись без применения усилителей.

Фоторезисторы представляют собой полупроводнико­ вые кристаллические или пленочные сопротивления, удельная проводимость которых резко возрастает с увели­ чением падающего на них светового потока.

Фотоэлектрические преобразователи применяются для измерения ряда неэлектрических величин.

Принцип работы фотоэлектрического пирометра — прибора для измерения температур, основанного на при­ менении фотоэлемента, показан на рис. 13-17.

333