Sensores ôhmicos (resistivos). Esquema, descrição

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Sensores ôhmicos (resistivos) - dispositivos cujo princípio de operação é baseado em uma mudança em sua resistência ativa com uma mudança no comprimento l, área de seção transversal S ou resistividade p.

O princípio de funcionamento é descrito, respectivamente, pela fórmula R=pl/S.

Além disso, é utilizada a dependência do valor da resistência ativa da pressão de contato e iluminação das fotocélulas. De acordo com isso Os sensores ôhmicos são divididos em grupos:

contato;
potenciométrico (reostático);
medidor de tensão;
termistor;
fotorresistivo.

Sensores de contato são o tipo mais simples de sensores de resistência que convertem o movimento do elemento primário em uma mudança abrupta na resistência do circuito elétrico. Com a ajuda de sensores de contato, eles medem e controlam forças, deslocamentos, temperatura, tamanhos de objetos, controlam sua forma, etc.

Os sensores de contato são:

interruptores de curso e limite;
termômetros de contato;
sensores de eletrodos usados principalmente para medir os níveis limite de líquidos eletricamente condutores.

Sensores de contato pode operar em corrente contínua e alternada. Dependendo dos limites de medição, os sensores de contato podem ser de limite único e multilimite. Estes últimos são usados para medir valores que variam significativamente, enquanto partes do resistor R incluídas no circuito elétrico estão em curto em série.

Falta de sensores de contato - a complexidade do monitoramento contínuo e a vida útil limitada do sistema de contato. Mas devido à extrema simplicidade desses sensores, eles são amplamente utilizados em sistemas de automação.

Sensores reostáticos são um resistor de resistência variável. O valor de entrada do sensor é o movimento do contato e o valor de saída é a mudança em sua resistência. O contato móvel é conectado mecanicamente ao objeto cujo deslocamento (angular ou linear) deve ser transformado.

O mais difundido é o circuito potenciométrico para ligar um sensor reostato, no qual o reostato é ligado de acordo com um circuito divisor de tensão. Lembre-se que divisor de tensão chamado de dispositivo elétrico para dividir tensão direta ou alternada em partes.

O divisor de tensão permite remover (usar) apenas parte da tensão disponível através dos elementos de um circuito elétrico composto por resistores, capacitores ou indutores. Um resistor variável conectado de acordo com um circuito divisor de tensão é chamado potenciômetro.

Normalmente, os sensores reostatos são usados em instrumentos de medição mecânicos para converter suas leituras em grandezas elétricas (corrente ou tensão), por exemplo, em medidores de flutuação para níveis de líquidos, vários medidores de pressão.

O sensor na forma de um reostato simples quase nunca é usado devido à significativa não linearidade de sua característica estática.

I_н= f (x)Onde I_н - corrente de carga.

O valor de saída de tal sensor é a queda de tensão UBbIX entre o móvel e um dos contatos fixos. Tensão de saída versus deslocamento х contato U_O = f (x) corresponde à lei de mudança de resistência ao longo do potenciômetro. A lei de distribuição da resistência ao longo do comprimento do potenciômetro, determinada pelo seu projeto, pode ser linear ou não linear.

Os sensores potenciométricos, que são resistores estruturalmente variáveis, são feitos de vários materiais - fio enrolado, filmes metálicos, semicondutores, etc.

Medidores de tensão (medidores de tensão) são usados para medir tensões mecânicas, pequenas deformações, vibração. A ação dos extensômetros é baseada no efeito tensor, que consiste em alterar a resistência ativa de materiais condutores e semicondutores sob a influência de forças aplicadas a eles.

Sensores termométricos (termistores) - a resistência depende da temperatura. Termistores são usados como sensores. dois caminhos.

Método 1. A temperatura do termistor é determinada pelo ambiente; a corrente que passa pelo termistor é tão pequena que não aquece o termistor. Nesta condição, o termistor é usado como um sensor de temperatura e muitas vezes é chamado de "termômetro de resistência".

Método 2. A temperatura do termistor é determinada pelo grau de aquecimento por uma corrente constante e pelas condições de resfriamento. Neste caso, a temperatura estável é determinada pelas condições de transferência de calor da superfície do termistor (a velocidade do ambiente - gás ou líquido - em relação ao termistor, sua densidade, viscosidade e temperatura), então o termistor pode ser usado como um sensor para velocidade de fluxo, condutividade térmica ambiente, densidade de gás, etc. P.

Em sensores desse tipo, ocorre uma espécie de conversão em dois estágios: o valor medido é primeiro convertido em uma mudança na temperatura do termistor, que é então convertida em uma mudança na resistência.

Os termistores são feitos de metais puros e semicondutores. O material do qual esses sensores são feitos deve ter um alto coeficiente de resistência à temperatura, se possível uma dependência linear da resistência à temperatura, boa reprodutibilidade de propriedades e inércia às influências ambientais. Na maior parte, a platina satisfaz todas essas propriedades; em um pouco menos cobre и níquel.

Comparados aos termistores de metal, os termistores de semicondutores (termistores) têm uma sensibilidade maior.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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