Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №3 - Журнал «Домашняя лаборатория»

При освещении фоторезистора открывается транзистор VT2 и магнитный пускатель К3 отключает осветительную сеть. В автомате предусмотрена задержка на включение и отключение осветительной сети для защиты от ложного срабатывания при кратковременном освещении (или затемнении) фоторезистора, например фарами проезжающего автомобиля. Для этого к реле К2 подключена замедляющая цепь R9C2C3.

На рис. 19 изображена принципиальная схема электроискрового дефектоскопа, предназначенного для проверки качества непроводящей гидроизоляции гальванических ванн, покрытия электрических проводок и других изделий. Принцип действия дефектоскопа основан на возникновении электрического разряда между изделием и щупом, соединенными с высоковольтным источником напряжения, в месте нарушения изоляции[70]. Автор конструкции А. Кащеев из Кольчугинского радиоклуба.

Дефектоскоп представляет собой генератор, вырабатывающий импульсы высокого напряжения амплитудой до 30 кВ. Прибор состоит из блока питания, импульсного генератора на тринисторе VS1, выходного повышающего трансформатора Т2 (использована катушка зажигания автомобиля). В приборе предусмотрена возможность питания либо от сети (через трансформатор Т1), либо от генератора переменного тока Е1 с ручным приводом (от мегаомметра Ml103).

В режиме питания от сети в показанном на схеме положении переключателя SA1 напряжение со вторичной обмотки II трансформатора Т1 напряжением около 400 В через диод VD10 поступает на тринистор VS1 и конденсатор С1. Напряжение с обмотки III этого же трансформатора через диод VD9 поступает на управляющий электрод тринистора, открывая его во время положительных полупериодов сети. При этом через тринистор и первичную обмотку трансформатора Т2 при замкнутой кнопке SB1 протекают мощные импульсы тока, образующиеся при разрядке конденсатора С1. Вторичная обмотка трансформатора Т2 соединена с электродами воздушного разрядника FU1, а также с испытательным щупом и металлической основой контролируемого изделия. Если изоляция в порядке, то между электродами разрядника возникает искра. Если изоляция нарушена, электрический пробой возникает в зоне дефекта, а не в разряднике.

Источником автономного питания служит генератор от мегаомметра, который подвергают небольшой переделке. Удаляют кольца коллектора, укорачивают ось до опоры подшипников, а на статор наматывают дополнительную обмотку, содержащую 150 витков провода ПЭВ-2 0,2.

Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш30Х27. Обмотка I содержит 1320 витков провода ПЭВ-2 0,2, обмотка II — 2400 витков провода ПЭВ-2 0,15, III — 90 витков провода ПЭВ-2 0,3, IV — 33 витка провода ПЭВ-2 0,35.

Приложение 1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ИХ ХАРАКЕТРИСТИКИ

Преобразователи делят на параметрические и генераторные. Первые преобразуют изменение температуры, давления в изменение сопротивления, емкости, индуктивности, а вторые — в ЭДС (например, термопара, пьезоэлемент, индукционный и электрохимический преобразователи).

Преобразователи должны обладать высокой чувствительностью, непрерывностью преобразования и сохранять постоянство своих характеристик во времени независимо от проявления внешних факторов (температуры, влажности, давления и др.). Воздействие преобразователя на исследуемый процесс должна быть минимальным.

Статической характеристикой преобразователя называют зависимость параметров выходного сигнала от медленного изменения входного воздействия. Динамической характеристикой называют ту же зависимость, но при быстром изменении входного воздействия.

Факторами, характеризующими преобразователь, являются способ преобразования, чувствительность и динамический диапазон преобразования, линейность и стабильность характеристик, погрешность преобразования и быстродействие.

К резистивным преобразователям относят контактные, реостатные, контактного сопротивления, тензорезисторы, терморезисторы, электролитические.

В контактных преобразователях перемещение чувствительного элемента преобразуется в скачкообразное изменение сопротивления датчика (замыкание или размыкание электрической цепи). Их применяют в системах автоматического управления и регулирования и классифицируют по числу контактов, числу пределов регулирования, по типу контактных групп, по контактному давлению (маломощные — до 1 г и мощные — до 100 г), по материалу, из которого изготовлены контакты, по их форме (плоские, полусферические).

В термоконтактных преобразователях (контактные ртутные термометры) используют контакт между столбом ртути и вплавленным в капилляр электродом из платиновой или вольфрамовой проволоки. Существуют термоконтактные преобразователи с магнитной перестановкой контактного электрода на разные пределы регулирования (ТК-6, ТК-8), с постоянно установленными контактами на один или несколько пределов регулирования (ТК-5), бесшкальные постоянные (ТК-1, ТК-2, ТК-3, ТК-4).

В реостатных преобразователях движок токосъемника под воздействием преобразуемой величины совершает линейное или угловое перемещение, изменяя тем самым сопротивление реостата. Эти преобразователи различают по типу намотки (много- витковые — не менее 200 витков, одновитковые — реохордные), по используемому проводу (манганиновые, константановые, фехралевые, из драгоценных металлов). Проволоку из драгоценных металлов применяют для изготовления особо чувствительных и ответственных преобразователей. Движок реостатного преобразователя выполняют из двух-трех упругих проволок из платинового сплава либо в виде пластинчатой щетки из серебра. Контактную поверхность обмотки или реохорда полируют, Каркас обмотки изготовляют из текстолита, стеклотекстолита, керамики или алюминия, покрытого изоляционным лаком. Алюминиевый каркас наиболее распространен, так как отличается механической прочностью и хорошей теплопроводностью. Выбирая конкретную форму каркаса и параметры обмотки, добиваются требуемого закона преобразования — линейного, логарифмического и др.

В преобразователях контактного сопротивления перемещение преобразуется, так и в реостатных преобразователях, в изменение активного сопротивления чувствительного элемента. Наиболее распространен преобразователь с угольными шайбами. Угольные шайбы с пришлифованными плоскостями собирают в столб из 10–30 шт. Столб зажимают с небольшим усилием между двумя электродами, закрепленными в металлической раме. При воздействии на столб внешнего осевого усилия сопротивление столба уменьшается вследствие уменьшения контактного сопротивления между шайбами. Шайбы изготавливают из электродного угля с удельным сопротивлением (25-100)∙10-4 Ом-см. Диаметр шайб выбирают в пределах от 5 до 15 мм.

На аналогичном принципе работают преобразователи, выполненные из тензолита — графитового порошка (или сажи), фиксированного бакелитовым лаком. Выпускают также преобразователи, изготовленные из прессованных порошков полупроводниковых материалов на основе сернистого свинца, сернистого кадмия (материал, из которого изготавливают фоторезисторы) и др.

Общий недостаток этого класса преобразователей — значительный механический гистерезис (до 10 %).

Принцип действия тензорезисторов основан на свойстве некоторых материалов ощутимо изменять свое электрическое сопротивление под воздействием сжимающей или растягивающей силы. С помощью этих датчиков измеряют различные деформации и напряжения в механических конструкциях. Традиционные тензорезисторы представляют собой тонкую проволоку или фольгу толщиной 0,02-0,05 мм, уложенную петлями разной формы и ориентации и закрепленную в тонком слое застывшего клея (пленочные) или наклеенную на тонкую бумагу, пропитанную клеем (бумажные).

Пленку или бумагу с тензорезистором наклеивают на поверхность испытуемой детали. Сжатие или растяжение исследуемого объекта приводит к изменению геометрических размеров петель проволоки и тем самым к изменению сопротивления тензорезистора в целом. Для приклейки тензорезисторов пользуются специальной технологией, описание которой прикладывают к каждой партии датчиков, поступающей с завода.

В настоящее время промышленность выпускает проволочные константовые датчики на бумажной основе с размерами базы от 5 до 30 мм и сопротивлением до 400 Ом (2ПКБ), проволочные константановые на пленочной основе с той же базой и таким