|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Resonator kuarza menukarkan kuantiti bukan elektrik kepada kuantiti elektrik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pereka amatur radio Resonator kuarza digunakan bukan sahaja untuk penstabilan frekuensi dan penapisan isyarat RF. Sebagai sistem ayunan elektromekanikal berkualiti tinggi, ia sesuai untuk mengukur parameter bukan elektrik dalam kawalan teknologi produk, produk separuh siap dan dalam pemantauan alam sekitar. Penukar dissipative kuarza tenaga mekanikal dibuat berdasarkan resonator kuarza khusus, di mana elemen piezoelektrik disalut dengan bahan yang sensitif kepada kuantiti bukan elektrik yang diukur. Isyarat elektrik keluaran transduser disalurkan ke peranti pengukur atau komputer. Objek kawalan boleh menjadi media gas, cecair dan pepejal, termasuk kristal cecair dan biopolimer, dan kuantiti bukan elektrik yang diukur boleh menjadi kelembapan, suhu, kekonduksian elektrik, haba dan cahaya, sifat viskoelastik, dsb. Apabila penukar terdedah kepada kuantiti bukan elektrik yang diukur, rintangan aktif yang setara bagi resonator kuarza berubah, yang merupakan ukuran pelesapan (penyerakan) ayunan anjal kuarza. Adalah diketahui bahawa resonator adalah sistem ayunan elektromekanikal yang mengandungi unsur piezoelektrik, elektrodnya dengan plumbum dan pemegang. Unsur piezoelektrik dipotong daripada kristal kuarza semulajadi atau sintetik. Ayunan elektromekanikal dalam resonator berlaku disebabkan oleh kesan piezoelektrik ke hadapan dan belakang yang wujud dalam kuarza. Dalam aplikasi utama resonator (penstabilan dan penapisan isyarat), rintangan elektrik (aktif) yang setara Ra dipanggil dinamik dan dianggap sebagai keseluruhan [1]. Malah, ia boleh dibahagikan kepada komponen: R0 ialah rintangan akibat kehilangan tenaga getaran dalam kuarza itu sendiri; Semula - dalam elektrod; R dan - kerugian akibat sinaran ultrasonik; Rc - untuk ayunan berganding; Ra - kerugian dalam pemegang. Apabila menggunakan resonator kuarza dalam penukar tenaga, adalah perlu untuk mendapatkan formula untuk mengira semua komponen rintangan Ra, termasuk Rp, yang mencerminkan kerugian tambahan dalam salutan sensitif - ia digunakan pada permukaan elemen piezoelektrik untuk memberikan isyarat keluaran bermaklumat berkadar dengan nilai parameter bukan elektrik terkawal [2]. Bersama-sama dengan ini, penukar mesti mempunyai rintangan aktif yang berterusan apabila menukar parameter tidak bermaklumat. Untuk mencapai kebebasan Ra dari suhu, sebagai contoh, kerugian akibat ayunan berganding dalam resonator harus dikecualikan, yang dicapai dengan mengubah reka bentuk elektrod pada elemen piezoelektrik [3]. Pengiraan komponen mengikut formula dalam [2] memungkinkan untuk memilih jenis potongan elemen piezoelektrik dan menentukan dimensi optimumnya. Potongan DT (yxl/-52 deg) dengan dimensi piezoelement 14,5x6,1x0,25 mm ternyata optimum untuk penukar pelesapan kuarza tenaga mekanikal; frekuensi resonans - 300 kHz, Ra = 236 Ohm (tanpa salutan sensitif). Nilai isyarat bermaklumat transduser (perubahan dalam rintangan aktif) ditentukan oleh formula
di mana Kpr - faktor penukaran bersamaan dengan 5416,74 kΩ/kg; Δ dan μ ialah ketebalan salutan sensitif dan kelikatannya (geseran dalaman). Menggunakan sebagai salutan sensitif filem nilon (polyca-proamide), geseran dalaman yang bergantung pada kelembapan udara, adalah mungkin untuk mencipta penukar kelembapan-sensor, yang menjadi asas meter kelembapan [4]. Rintangan dinamik transduser dalam udara kering (pada kelembapan relatif 20...30%) ialah 1,2 kOhm, dan dalam lembap (90...95%) - 3,265 kOhm, yang sepadan dengan sensitiviti sekurang-kurangnya 26 Ohm/%. Meter kelembapan telah menemui aplikasi di ladang rumah hijau ladang negeri Teplichny (Ivanovo), serta dalam pandu gelombang bandar Ivanovo dan stesen televisyen serantau. Ambil perhatian bahawa pada musim sejuk suhu dalam pandu gelombang boleh turun kepada -35...45, dan pada musim panas ia boleh mencapai +45 °C. Menariknya, dalam meter kelembapan udara VOLNA yang terkenal, resonator kuarza dengan filem sensitif lembapan nilon juga digunakan sebagai sensor, tetapi ia menggunakan pergantungan frekuensi resonans kuarza pada jisim salutan sensitif. Sukar untuk membuat peranti sedemikian bersaiz kecil (poket), kerana ia mesti mengandungi dua resonator kuarza dan dua pengayun sendiri. Mekanisme pelesapan tenaga getaran elastik unsur piezo dalam resonator adalah lebih rumit, ia dikaitkan dengan proses kelonggaran dalam salutan polimer sensitif dan kedalaman penembusan gelombang elastik ke dalamnya. Untuk mendapatkan kepekaan lembapan yang optimum, filem polimer yang digunakan pada elemen piezoelektrik mesti mempunyai nisbah tertentu antara kelikatan dan keanjalannya, yang dicapai dengan menambahkan pelekat fenol-polivinil asetat tegar (BF-2) pada nilon likat. Ambil perhatian bahawa sesetengah polimer, yang mempunyai peningkatan jisim yang ketara dalam persekitaran lembap, mempunyai pergantungan kecil geseran dalaman pada kelembapan dan, oleh itu, tidak sesuai untuk penderia kelembapan kerana sensitivitinya yang rendah. Reka bentuk transduser yang digunakan sebagai penderia kelembapan udara ditunjukkan secara skematik dalam rajah. 1]. Pada plat piezoquartz 5 potongan DT dengan frekuensi ayunan semula jadi 1 kHz, salutan konduktif 300 digunakan, yang mana membawa arus 2 dipateri. Tempat anjakan maksimum B dan ubah bentuk C ditandakan pada elemen piezoelektrik. etil alkohol. Filem 3 sensitif lembapan pada permukaan plat terdiri daripada lapisan polimer dengan kepekaan lembapan dan kelikatan yang berbeza.
Teknologi pelapisan adalah mudah. Selepas menggunakan jalur pelekat, plat dikeringkan pada suhu 150 °C selama 60 ± 10 minit untuk mempolimerkan pelekat. Kemudian ia dicelupkan ke dalam larutan gam 30% dalam etil alkohol dan disentrifugasi di udara dengan frekuensi putaran 2000 ... 2500 min "1 di sekeliling paksi petunjuk selama 30 ... 40 s. Pada filem nipis ini gam, dikeringkan di udara, lapisan nilon digunakan daripada larutan 150% dalam asid formik.Filem dikeringkan semula pada suhu XNUMX ° C. Dalam kes ini, bukan sahaja pempolimeran pelekat dan resapan bersama filem berlaku, tetapi juga penstabilan sifat salutan. Kemudian lapisan nipis kedua gam digunakan, dikeringkan di udara, dan lapisan kedua nilon dengan larutan 3% dalam asid formik. Plat sekali lagi tertakluk kepada pengeringan panas, selepas itu parameter output transduser diperiksa - rintangan dinamik Rc dalam udara kering. Jika ia kecil, lapisan tambahan gam dan nilon digunakan sehingga Rc menjadi sama dengan 1,2 ± 0,1 kOhm. Teknologi yang diterangkan memungkinkan untuk mendapatkan penderia kelembapan yang boleh dihasilkan semula dari segi parameter operasi. Mereka mempunyai ciri penukaran linear, inersia rendah dan ralat suhu.
Berdasarkan sensor ini, hygrometer poket (Rajah 2) telah dicipta, yang mampu mengawal kelembapan udara dalam julat 20...95% dengan ketepatan ±1%. Gambarajah skematik unit pengukur instrumen ditunjukkan dalam rajah. 3.
Sensor BQ1 disertakan dalam salah satu lengan jambatan pengimbang kendiri pengukur yang beroperasi pada frekuensi 300 kHz, secara bersiri dengan elemen pampasan yang mengandungi perintang R1, kapasitor C1 dan varicap VD1. Perintang pemangkas R5 digunakan untuk menetapkan mod jambatan, sebagai contoh, apabila menggantikan penukar. Output jambatan melalui kapasitor C2 disambungkan kepada inputnya melalui penguat berdasarkan transistor VT1, VT2 dan pengubah berfasa T1. Kapasiti varicap VD1 (daripada siri KV102, KV104 atau yang serupa) tanpa membekalkan voltan DC kawalan adalah maksimum, dan rintangan aktif pada frekuensi 300 kHz adalah minimum. Atas sebab ini, rintangan aktif litar VD1R1 pada frekuensi 300 kHz juga adalah minimum. Akibatnya, keadaan pengujaan diri penguat dipenuhi: rintangan aktif lengan pengukur jambatan adalah kurang daripada rintangan lengan perbandingan, jambatan tidak seimbang, voltan keluarannya adalah maksimum. Selepas penguatan arus oleh pengikut pemancar pada transistor VT3, ia memasuki input pengesan yang dibuat mengikut litar penggandaan voltan (diod VD4, VD5). Voltan DC yang terhasil disalurkan kepada penukar analog-ke-digital dengan paparan kristal cecair. Penukar dan penunjuk dibuat mengikut skema standard, oleh itu, dalam rajah. 3 tidak ditunjukkan. Perintang R17 mengawal had kelembapan terkawal. Suis SB1 memilih mod "Operasi" atau "Kawalan voltan bekalan" (yang disokong oleh perintang R16). Oleh itu, pada masa yang sama dengan menerima isyarat bermaklumat yang ditentukan oleh perubahan dalam rintangan dinamik penukar, yang, seterusnya, bergantung pada kelembapan, pengimbangan diri automatik jambatan disediakan: voltan frekuensi tinggi dari perintang pembolehubah R15 adalah dibekalkan kepada pengesan (diod VD2, VD3) dan melalui perintang R6 kepada elemen pampasan (VD1R1C1). Voltan malar keluaran pengesan mengawal rintangan aktif elemen pampasan, dan menukar kapasitansi varicap VD1 melaksanakan pengimbangan automatik jambatan. Apabila kuasa dihidupkan, rintangan aktif elemen pampasan adalah minimum, yang memastikan pengujaan sendiri penguat disebabkan oleh ketidakseimbangan jambatan. Kemudian voltan kawalan malar, bergantung pada tahap ketidakseimbangan, mengubah rintangan elemen pampasan, mengurangkan rintangan lengan pengukur jambatan dan membawanya lebih dekat dengan rintangan lengan perbandingan. Keseimbangan penuh jambatan tidak berlaku, kerana dalam kes ini ayunan diri tidak teruja. Tetapi dengan keuntungan penguat Ku > 1000, ketidakseimbangan jambatan boleh diabaikan (kira-kira 10 ohm). Mod operasi jambatan pengukur ini menyediakan penukar sekunder dengan kestabilan tinggi dan kepekaan yang diperlukan, dikawal oleh perintang R15. Peranti ini dikuasakan oleh bateri "Krona" (GB1), disambungkan ke suis togol SA1. Arus yang digunakan daripada punca ialah 2...3 mA. Transformer dibuat pada litar magnetik saiz K12x5x5 daripada ferit M1000NM-A. Belitan I dan II masing-masing mengandungi 90 dan 35 lilitan wayar PELSHO 0,01. Penggulungan I dengan kapasitor C4 membentuk litar resonan yang ditala pada frekuensi 300 kHz. Dengan pemisahan belitan pengubah yang betul, maklum balas positif berlaku. Penukar dissipative kuarza tenaga mekanikal telah menemui aplikasi yang sangat luas. Ia digunakan untuk mengukur sifat reologi darah manusia dalam diagnosis penyakit [6], sifat viskoelastik polimer, menentukan suhu peralihan fasa dalam kristal cecair, dan parameter penting lain. Perhatikan bahawa kaedah untuk mengkaji salutan viskoelastik plat kuarza telah dibangunkan oleh kami lebih awal daripada saintis asing. Mereka menggunakan untuk tujuan ini elemen piezoelektrik cutoff AT, yang kurang bermaklumat daripada DT. Majalah "Radio" [7] menerbitkan gambar pameran dari pameran radio semua-Kesatuan yang digunakan untuk menunjukkan kehadiran air dalam bahan api penerbangan (pengarang V.E. Savchenko dan N.I. Lobatsevich, Ivanovo). Adalah diketahui bahawa air terlarut (seperseribu peratus) dalam bahan api membeku dengan penurunan suhu dan, memendakan, boleh menyumbat penapis bahan api, yang boleh menyebabkan kemalangan pesawat. Peranti ini telah berjaya digunakan di lapangan terbang. Ia melaksanakan ciptaan [8], yang menandakan permulaan penggunaan resonator kuarza yang dikosongkan dalam penukar tenaga elektrik pelesapan untuk mengawal parameter serakan dielektrik. Peranti sedemikian dipanggil dielcommeter kuarza. Daripada pertimbangan litar setara resonator kuarza dalam [1], dapat dilihat bahawa apabila teruja pada frekuensi resonans siri, kearuhan dinamik dan kemuatannya saling berkompensasi. Jika LED penderia kapasitif disambungkan secara bersiri dengan resonator, resonator dinyahtala berbanding dengan frekuensi resonans dan rintangan dinamik meningkat disebabkan oleh pampasan tidak lengkap rintangan induktif oleh yang kapasitif. Pampasan lengkap dihalang oleh kemuatan interelektrod Co resonator. Nilai rintangan aktif R litar sensor kapasitif resonator boleh dikira dengan formula
Jika terdapat kehilangan dielektrik dalam sensor kapasitif, ditentukan oleh rintangan Rd, rintangan aktif sensor Ra.d harus ditambah kepada rintangan R, yang dikaitkan dengan pelesapan tenaga medan elektrik dalam persekitaran terkawal di mana sensor terletak:
Pampasan separa rintangan kapasitif sensor oleh rintangan induktif resonator memungkinkan untuk mengukur kerugian aktif yang sangat kecil dalam dielektrik. Peranti yang diketahui dengan litar berayun yang mengandungi gegelung dan kapasitor tidak boleh mengawal kehilangan dielektrik kecil dengan pasti. Jadi, E4-7 Q-meter pada frekuensi 50 kHz boleh mengukur rintangan aktif tidak lebih daripada 100 MΩ dan dengan ralat ±5%. Penentuan rintangan aktif menggunakan transduser dissipative tidak memerlukan penalaan manual untuk resonans. Jambatan pengukur mengimbangi sendiri secara automatik dengan cara yang sama seperti yang diterangkan di atas (rajah 3). Ia boleh mengawal rintangan aktif dengan mudah sehingga 10 GΩ dengan ralat tidak lebih daripada ±1% dengan kapasiti sensor 4 pF pada frekuensi 50 kHz. Dengan sensor 1 pF adalah mungkin untuk mengukur rintangan kehilangan lebih daripada 100 GΩ. Oleh itu, transduser yang diterangkan dengan ketara memperluaskan kemungkinan mengkaji bahan baru dengan kerugian yang rendah. Atas dasarnya, meter kelembapan kuarza VK-2 dicipta dan diterima pakai oleh Suruhanjaya Negeri, yang digunakan dalam pengeluaran tekstil untuk mengawal dan mengawal kelembapan bahan tekstil bergerak dan produk separuh siap. Tidak seperti peranti asing dengan tujuan serupa oleh Mahlo, meter lembapan VK-2 mengawal dengan ketepatan tinggi kandungan lembapan bahan yang diperbuat daripada gentian sintetik, yang dicirikan oleh penyerapan lembapan yang rendah dan kehilangan dielektrik. Dalam peranti VK-2, tiada penggelek dengan sentuhan berus bergolek di atas kain. Ia digantikan oleh kapasitor udara dengan kapasiti kira-kira 150 pF, dibentuk oleh silinder pegun yang disambungkan kepada instrumen dan silinder bergolek di atas bahan yang diuji. Di antara silinder terdapat jurang udara kira-kira 0,5 mm. Pemodenan meter kelembapan baru-baru ini dengan peralihan kepada asas unsur baru memungkinkan untuk meningkatkan ciri-cirinya. Peranti IVK-4 baharu memudahkan prosedur operasi. Peranti mudah alih telah dibangunkan untuk mengawal kandungan lembapan bahan pukal, contohnya, bijirin, biji timun, tomato, dll. Ia mengawal kandungan lembapan objek tersebut dalam julat 2 ... 30%. Ralat mutlak tidak melebihi ±1% pada kelembapan sehingga 15% dan ±1,5% pada 15% dan lebih. Penggunaan sensor induktif dalam transduser dissipative memungkinkan untuk mencipta pengesan kecacatan untuk mengesan kecacatan tersembunyi dalam plastik bertetulang gentian karbon yang digunakan di kemudahan industri yang penting. Keputusan penting diperolehi dalam kajian menggunakan transduser rintangan aktif ais, yang mengesahkan kemungkinan mendaftarkan bukan sahaja air dalam bahan api cecair, tetapi juga ais pada suhu sehingga -50 °C. Kesusasteraan
Pengarang: V.Savchenko, L.Gribova, Ivanovo
Kandungan alkohol bir hangat
07.05.2024 Faktor risiko utama untuk ketagihan perjudian
07.05.2024 Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam
06.05.2024
▪ Modul memori mudah alih Samsung 8 GB LPDDR4 ▪ Pelincir minyak sayuran mesra alam ▪ Trypillians hampir tidak makan daging ▪ Dinosaur pada temujanji dengan optometris
▪ bahagian laman web Cerita dari kehidupan amatur radio. Pemilihan artikel ▪ artikel oleh Adlai Ewing Stevenson II. Kata-kata mutiara yang terkenal ▪ pasal Kerja panas di stesen minyak. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ artikel Diskriminasi lebar nadi. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini