Датчики измерительных систем

Скачать в djvu «Датчики измерительных систем»


14-4.3. Манометр Пираии


Классическая схема манометра Пирани часто реализуется в виде конструкции, где нить накала, с одним или несколькими прямолинейными участками, помещена в цилиндрический корпус из металла или стекла, внешняя сторона которого находится в контакте с окружающей газовой средой. Поскольку чувствительность датчика тем выше, чем длиннее и тоньше нить накала, обычно используют нить малого диаметра (~10 мкм), свернутую в спираль, или очень тонкую лепту, изготовленную из металла, стойкого к окислению, например чистой платины или ее сплавов, вольфрама, никеля (рис. 14.6,а,б).


Роль схемы формирования сигнала в датчике Пираии играет мост Уитстона, в котором нить накала датчика является одним из плеч. Питание на него может подаваться в следующих режимах:


— при постоянном напряжении сигнал представляет собой напряжение разбаланса моста; последний предварительно уравновешивается при опорном давлении, которое представляет собой либо атмосферное давление, либо, чаще, вакуум, соответ-

Рис. 146 Датчик Пирапи {материалы фирмы Edwards—Zivy) я —пример исполнения (в натуральную величину); б—увеличенное изображение нити (Х2,5); в — принципиальная измерительная схема с нитью постоянной температуры.


ствующий давлению ниже рабочего диапазона давлений датчика;


— при переменном напряжении, изменяющемся таким образом, чтобы температура нити поддерживалась постоянной; мост в этом случае работает в режиме автоподстройки, которая осуществляется с помощью дифференциального усилителя с большим хсоэффициеитом усиления (рис. 14.6, в).


В последней, часто используемой схеме измеряемый сигнал v„. представляет собой изменение напряжения питания моста при выходе последнего из равновесия, соответствующего высокому вакууму. Для снижения влияния температуры То корпуса, который контактирует с внешней средой, смежное сопротивление моста Ri иногда заменяют компенсационным датчиком, идентичным первому, но запаянным при высоком вакууме. Другую возможность предоставляют измерительный датчик с двумя питями накала и такой же компенсационный датчик, запаянный при высоком вакууме, включенные в схему измерительного моста. При этом две нити накала измерительного датчика включаются в противоположные плечи моста, что позволяет свести к минимуму влияние температуры окружающей среды, а также увеличить вдвое чувствительность. Третья возможность, часто используемая, заключается в последовательном включении в схему моста, содержащую простой, показанный на рис. 14.6, а датчик, терморезистора для диапазона окружающих температур, изменение сопротивления которого с температурой компенсирует соответствующее изменение для нити накала. Помимо базовой схемы для расширения диапазона измерений были разработаны различные варианты датчика.

Скачать в djvu «Датчики измерительных систем»