8.Измерения методами преобразования.Преобразование измеряемых величин в электрические и магнитные.

Рассмотрим некоторые типичные методы и отдельные физические явления или свойства веществ, позволяющие преобразовыввать измеряемые величины в электрические.

1. Нагревание места спая двух электродов из разнородных материалов (спая термопары) вызывает появление э.д.с. , чтопозволяет измерять температуру.

2. Нагревание электрических проводников и полупроводников вызывает изменение их сопротивления (термометры сопротивления, термисторы)

3. Растяжение или сжатие некоторых металлов в пределах их упругости вызывает изменение их электрического сопротивления. Это явление дает возможность изготовлять электротензометры и измерять малые деформации тел и усилия в условиях, при которых измерение другими методами невозможно, например, деформации различных частей машин во время их работы.

4. В граничном слое между некоторыми полупроводниками и металлами при его освещении возникает э.д.с. Это явление называют фотоэлектрическим эффектом. На использовании его основаны фотоэлементы.

5. Электрическое сопротивление некоторых полупроводников под действием света весьма заметно изменяется. Это явление используется для изготовления фотосопротивлений.

6. Зависимость яркости свечения тела от температуры, которая в свою очередь зависит от силы тока,накаливающего нити, позволяет измерять температуру бесконтактным методом, например с помощью оптического пирометра.

7. На гранях некоторых кристаллов, когда к 2 граням приложена сила, сдавливающая или растягивающая их, возникает э.д.с. Это явление названо пьезоэлектрическим эффектом. Этот эффект получил самое разнообразное применение. Особое значение этот эффект имеет для стабилизации частоты высокочастотных генераторов. Для этой цели как правило применяются кристаллы кварца. Так, кварцевые часы, основанные на использовании пьезоэлектрического эффекта в кварце, были до недавнего времени наиболее точными приборами для измерения интервалов времени.

8. Магнитная проницаемость тел из ферромагнитных материалов изменяется в зависимости от приложенных к ним механических сил. Наблюдается и обратное явление: в ферромагнитном теле при внесении его в магнитное поле возникают механические деформации. Эти явления получили название магнитострикции. Магнитострикционные преобразователи применяются главным образом в технике измерения звуковых и ультразвуковых колебаний.

9. Как известно, электрическая емкость плоского конденсатора выражается формулой

C=eS/D,

где C - емкость конденсатора

e-диэлектрическая проницаемость диэлектрика, находящегося между обкладками; S - площадь его обкладок

d- расстояние между обкладками

Измерение электрической емкости используют для измерения малых размеров и малых перемещений.

10. Перемещение измеряют также по изменению индуктивности катушки с сердечником из магнитомягкого материала.

11. Существует еще ряд способов преобразования показаний того или иного измерительного прибора в электрическую величину, удобную для передачи на расстояние, т.е. для телеизмерений. Каналами передачи преобразованных показаний приборов являются электрические провода и каналы радиосвязи.