Беседа третья. Датчики ускорения и фотоэлектрические элементы

Любознайкин открывает своему другу тайну, скрывающуюся под хорошо известным словом «ускорение», и рассказывает, как это ускорение измеряют. Речь пойдет также о датчиках, чувствительных к звуку, теплоте и, наконец, к свету (знаменитые фотоэлектрические элементы, с которыми так хотел познакомиться Незнайкин).


Датчики ускорения и фотоэлектрические элементы

Незнайкин — Надеюсь, что ты, Любознайкин, не займешь весь сегодняшний вечер разговорами о механических датчиках. Откровенно говоря, мне кажется вполне достаточно того, что я о них услышал.

Любознайкин — Успокойся. Прежде чем перейти к другой теме, я намерен рассказать тебе лишь о датчиках положения, т. е. о таких датчиках, которые позволяют превратить в электрический сигнал положение подвижного элемента.

Н. — Мне представляется, что многие приспособления, о которых ты говорил мне вчера, могли бы оказаться полезными для этой цели. Например, потенциометр с линейной намоткой катушки или же конденсатор переменной емкости.

Л. — Совершенно верно.

заслонка

Рис. 17. В зависимости от положения подвижной заслонки меняется интенсивность лучей, доходящих от лампы до фотоэлемента.

Можно также использовать (рис. 17) пластинку, больше или меньше перекрывающую световой поток, оставшаяся часть которого измеряется фотоэлементом (этот прибор скоро станет предметом нашего разговора). Но перейдем к датчикам скорости; рассмотрим для начала способы измерения угловой скорости (или скорости вращения).


Измерение скорости

Н. — Здесь, должно быть, можно использовать регулятор с шарами, какой можно видеть на паровых машинах; ты прекрасно знаешь, что он представляет собой ось, на которой вращаются два шара, соединенные с нею рычагами: когда ось вращается быстро, центробежная сила разводит эти шары в стороны.

Рис. 17. В зависимости от положения подвижной заслонки меняется интенсивность лучей, доходящих от лампы до фотоэлемента.

Л. — Да, это вполне реально. Но значительно проще соединить ось с маленькой динамомашиной (рис. 18); величина создаваемого ею напряжения пропорциональна скорости вращения, на таких приборах указывается, на сколько вольт увеличивается напряжение на один оборот в секунду оси динамомашины. Можно также соединить ось с валом маленького электрогенератора переменного тока и измерять частоту тока.

Н. — Все это очень хорошо, но динамомашина или генератор переменного тока, должно быть, тормозят движение оси?

Л. — Совершенно верно, но, если вал приводится в движение дизелем мощностью в 1 000 л. е., это не имеет большого знания. Однако в случае использования генератора переменного ока можно избежать какого бы то ни было торможения: на вращающемся валу крепится небольшой магнит; вращаясь полизости от катушки, он наводит в ней электрический ток. если ты не хочешь создавать никакого торможения, то можно также укрепить на валу диск с отверстиями, который и раз перекрывает луч света, попадающий на...

Н. —... фотоэлектрический элемент! Я полагаю, что пока нe изучу эти элементы, я не дюйму электронику!

Динамомашина

Рис. 18. Динамомашина вырабатывает напряжение, величина которого пропорциональна скорости вращения; измеряя напряжение, можно определить скорость вращения.

Л. —Да, они используются очень широко. Но сначала позволь мне рассказать тебе о датчиках скорости, используемых для измерения скорости прямолинейного движения.

Н. — О! В этом случае к движущемуся предмету привязывают нить и наматывают ее на барабан. Здесь, как в математике, «приводят к предыдущему случаю».

Л. — В предложенной тобой системе, есть положительные качества. Можно также укрепить на подвижном предмете магнит, перемещающийся в катушке: наводимое в этой катушке напряжете будет функцией скорости перемещения. Прежде чем закончить этот раздел, я хотел сказать тебе неколько слов о датчиках ускорения или акселерометрах.


Продолжение Беседы третьей

Канализационные насосные станции из интегрального полипропилена и стеклопластика - проектирование,...
Любая строительная компания, работающая на современном рынке, несомненно, полностью или частично...

Полезная информация