Области рационального применения пьезоэлектрических датчиков и датчиков, использующих эффект Холла

Области рационального применения пьезоэлектрических датчиков, а также датчиков, использующих эффект Холла, показаны на классификационной схеме рис. 3.7.

Как уже говорилось, и пьезодатчики, и датчики, использующие эффект Холла, относятся к генераторным датчикам и реализуют активные методы измерений. Сигнал от датчиков такого рода поступает на так называемую компенсационную схему измерений.

Суть работы компенсационной схемы измерений состоит в том, что подбирается значение ЭДС источника, равное ЭДС, генерируемой датчиком. Факт равенства подбираемой и генерируемой датчиком ЭДС определяется по отсутствию тока в соответствующем контуре. Факт же отсутствия тока в контуре определяется по показаниям прибора, называемого нуль-индикатором. При этом не требуется измерять абсолютную величину протекающего тока, а требуется лишь определить факт равенства этого тока нулю. Этим обусловлена высокая чувствительность компенсационной схемы с нуль-индикатором.

Рис. 3.7. Классификация областей применения пьезодатчиков и датчиков на основе эффекта Холла.

Рис. 3.8. Компенсационная схема для измерения сигналов, с генераторных датчиков.

Подобная компенсационная схема приведена на рис. 3.8.

На этой схеме: 1 — нуль-индикатор; 2 — настроечное сопротивление; 3— измерительный прибор; 4 — компенсирующее сопротивление; 5—ключ для подключения датчика к измерительной схеме.

После подключения источника компенсирующего напряжения Е и начальной настройки прибора с помощью сопротивления 2, заключающейся в выборе среднего значения нулевой точки измерений, ключом 5 подключается генераторный датчик. Согласно второму закону Кирхгофа имеет место следующее соотношение:

где R^ — сопротивление между точками схемы а и б; R_np — сопротивление нуль-индикатора; R_x — внутреннее сопротивление подключаемого генераторного датчика.

Изменяя сопротивление 4, добиваются, что при данном значении выхода датчика Е_л ток /_пр через нуль-индикатор равен нулю.

Это значит, что ЭДС, генерируемая датчиком, скомпенсирована и равна подобранному значению U_x. О величине U_x можно однозначно судить по показаниям измерительного прибора.

3. Таким образом, следя за нуль-индикатором, можно точно снять показания с измерительного прибора.