Электрокинетические преобразователи основаны на использовании разности потенциалов, возникающих при протекании полярной жидкости через пористую перегородку или при деформации границы раздела двух жидкостей, различающихся физическими свойствами.
На рис.6.6 стеклянный капилляр 1 заполнен электролитом 2 и ртутью 3, с которым контактируют выводы 4. Воздушные пузырьки 5 являются упругими элементами. При вибрации, направленной вдоль оси капилляра, возникает возвратно – поступательное движение ртути и электролита, приводящее к деформации границы раздела, где возникает диффузия, приводящая к возникновению переменных токов.
Рис. 6.6. Капиллярный электрокинетический преобразователь
На рис.6.6 стеклянный капилляр 1 заполнен электролитом 2 и ртутью 3, с которым контактируют выводы 4. Воздушные пузырьки 5 являются упругими элементами. При вибрации, направленной вдоль оси капилляра, возникает возвратно-поступательное движение ртути и электролита, приводящее к деформации границы раздела, где возникает диффузия, приводящая к возникновению переменных токов.
Достоинства: обратимость, стабильность. Недостатки: хрупкость [5].
Тепловые преобразователи
Тепловые преобразователи основаны на уравнении теплового баланса, физический смысл которого заключается в том, что вся теплота, поступающая к преобразователю, идет на повышение его теплосодержания и, следовательно, если теплосодержание преобразователя остается неизменным (не меняется температура и агрегатное состояние), то количество поступающей в единицу времени теплоты равно количеству отдаваемой теплоты. Теплота является суммой количества теплоты Qэ, создаваемой в результате выделения в нем электрической мощности, и количества теплоты Qт.о., поступающей в преобразователь или отдаваемой им в результате теплообмена с окружающей средой.
Термоэлектрические преобразователи (термопары)
Термоэлектрические преобразователи построены на эффектах Зеебека и Пельтье.
Эффект Зеебека: если цепь составить из двух различных проводников (полупроводников), соединив их между собой концами, причем температуру одного места соединения сделать отличной от температуры другого, то в цепи потечет ток под действием ЭДС, называемой термоэлектродвижущей силой.
Эффект Пельтье (обратный): если через цепь, состоящую из двух различных проводников или полупроводников, пропустить электрический ток, то теплота выделяется в одном спае и поглощается в другом.
Рис. 7.1. Принципиальная схема термоэлектрического преобразователя
Преобразователь (рис. 7.1) в зависимости от положения переключате-ля К может работать в режиме генератора электрической энергии (положе-ние 1) и в режиме переноса теплоты между спаями (положение 2).
Термопары применяются для измерения тепловой радиации, температуры нагревателей в термоанемометрах и вакуумметрах, в термоэлементных термоэлектрических амперметрах, вольтметрах и ваттметрах.
Достоинства: прочность, экономичность, хорошие динамические свойства, миниатюрность, широкий температурный диапазон. Недостатки: неточность градуировки, изменение температуры свободных концов термопары, изменение сопротивления измерительной цепи [5,18,1].
Терморезисторы
Полупроводниковый стержень (рис. 7.2) покрыт эмалевой краской, заключен в металлическую капсулу и герметизирован.
Рис. 7.2. Терморезистор ММТ – 4а
Достоинства: малые габариты, большие значения температурного коэффициента, дешевизна. Недостатки: нестабильность, перегрев, малая эксплуатация, нелинейность, разброс показаний [5].