Механические датчики
Л. — Я полагаю, что было бы интересно поговорить о датчиках, чувствительных к механическим воздействиям.
Рис. 11. В зависимости от величины приложенной силы F ползунок потенциометра больше или меньше перемещается влево, благодаря этому величину силы можно определить по показаниям вольтметра V.
Н. — Мне представляется, что силу можно измерить электрическим методом. Если изучаемую силу приложить к проволоке,
на конце которой укреплена пружина, то в зависимости от величины силы пружина растянется больше или меньше. Если эту проволоку обернуть вокруг оси потенциометра, то с помощью электрических измерений можно определить, на сколько повернулась ось потенциометра.
Л. — Незнайкин, ты положительно находишься сейчас в прекрасной форме! Твою систему, правда в несколько измененном виде, часто используют: потенциометр заменен ползунком, скользящим по проволоке, имеющей высокое удельное сопротивление и намотанной на прямом стержне; при такой конструкции
нет необходимости обматывать нить вокруг оси и ее привязывают непосредственно к ползунку. Источник постоянного напряжения (рис. 11) подключен к описанному переменному резистору, а вольтметр V, соединенный с одним выводом этого резистора и ползунком, позволяет определить место, занимаемое последним, а следовательно, и определить силу через соответствующее напряжение. Но существует и другой, получивший очень широкое распространение тип датчика силы: проволочный тензометрический датчик.
Н. — Название меня заинтриговало, но это должно быть дьявольски сложно!
Л. — Сложно лишь название. Видишь ли, Незнайкин, сопротивление проволоки изменяется, когда эту проволоку растягивают.
Н. — А! Теперь я понимаю, почему говорят: «Не тяните за выводы резисторов в приемнике»; ведь это изменило бы сопротивление резисторов и…
Рис. 12. Тензометрический датчик представляет собой проволоку с высоким электрическим сопротивлением, уложенную в виде зигзага и прикрепленную к листу бумаги.
Л. — О! Причина совсем не в этом. Прежде всего, изменения сопротивления, о которых я говорил, составляют всего лишь несколько тысячных долей его первоначальной величины (максимум 0, 5%); а кроме того, эти изменения происходят по известному закону и только у резисторов, сделанных из металлической проволоки. Совет, который тебе дали и который я считаю очень разумным, имеет целью предотвратить механическое повреждение используемых для монтажа аппаратуры резисторов. Посмотри, паши измерительные резисторы сделаны из очень тонкой проволоки, укрепленной в виде зигзага на кусочке бумаги (рис. 12). Это приспособление наклеивают на деталь (обычно металлическую), которая подвергается воздействию силы, вызывающей деформацию, приводящую к внутренним напряжениям. Если деталь подвергается растяжению, то участок, где наклеен измерительный резистор, удлиняется; это же происходит с резистором, и его сопротивление изменяется.