Виды механических сенсоров. Представление о микросистемных технологиях. Деформационные сенсоры

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

1. Какие сенсоры мы относим к классу "механических"?
2. Назовите 4-6 видов механических сенсоров.
3. По какому признаку подразделяем мы механические сенсоры на виды?
4. Расшифруйте аббревиатуры МСТ и МЕМС. Вкратце расскажите, что это такое?
5. Какие новые возможности для совершенствования механических сенсоров предоставляют микросистемные технологии?
6. Какие сенсоры называют "деформационными"?
7. Назовите 4-6 видов деформационных чувствительных элементов.
8. Что являлось "чувствительным элементом" в опытах П.Н. Лебедева по измерению светового давления?
9. Назовите несколько примеров интеллектуальных деформационных сенсоров.
10. Что такое "актуатор"?

Упражнения

Упражнение 1. Установите соответствие между первичными информационными сигналами и видами механических сенсоров:

Упражнение 2. Опишите принцип действия биметаллического чувствительного элемента, отвечая на вопросы: из чего он состоит? На какой внешний фактор и как реагирует? Как его "реакцию" можно преобразовать в сигнал для пользователя? Может ли биметаллический чувствительный элемент одновременно выполнять и функцию актуатора? Каким образом? Приведите пример, где это "совмещение функций" используется.

Упражнение 3. Опишите принцип действия одного из деформационных чувствительных элементов, отвечая, в частности, на вопросы: что он собой представляет? На какой внешний фактор и как реагирует? Как его "реакцию" можно преобразовать в сигнал для пользователя? Каким образом? Приведите пример применения данного чувствительного элемента.

Вариант 1. Мембрана.

Вариант 2. Пружина.

Вариант 3. Сильфон.

Вариант 4. Стержень или трубка, подвергающаяся деформации изгиба.

Вариант 5. Трубка Бурдона.

Вариант 6. Упругая нить или стержень, подвергающиеся деформации скручивания.

Упражнение 4. На рисунке показана конструкция сенсора для измерения давления света, разработанная П.Н. Лебедевым. Установите соответствие между цифрами, которыми обозначены элементы конструкции, и названиями этих узлов и элементов: а) вакуумный стеклянный колпак; б) зеркальце; в) кварцевая нить; г) "крылышки"; д) станина, защищенная от вибраций.

К упр. 4, 5

Упражнение 5. В опытах П.Н. Лебедева по измерению светового давления световой "зайчик", отраженный от зеркальца 3 (см. рисунок к упр.4), на линейной шкале отсчета имел вид полоски шириной 2 мм. Экран со шкалой был установлен на расстоянии 5 м от зеркальца. Рассчитайте минимальный угол упругого закручивания нити, который мог надежно фиксировать экспериментатор.

Упражнение 6. Приведите пример интеллектуального деформационного сенсора и проанализируйте его с целью ответа на следующие вопросы. Что является в нём чувствительным элементом? Что сигнализатором? Активный он или пассивный? Что собой представляют в нем первичные информационные сигналы? Какие последующие превращения сигналов в нем происходят?

Вариант 1. Система контроля давления воздуха в автомобильных шинах.

Вариант 2. Прецизионный цифровой манометр давления.

Вариант 3. Портативный цифровой калибратор давления.

Вариант 4. Сенсоры для измерения давления внутри труднодоступных полостей.

Упражнение 7. Начертите функциональную схему интеллектуального сенсора для измерений давления крови в легочных артериях и для контроля внутричерепного давления с применением микроминиатюрного мембранного датчика давления, изображенного на рис. 2.10.