Измерение неэлектрических величин 6 страница

• электромеханическая сила F3 притяжения якоря к сердечнику

э v > Д6

где у5 = Зцо/8 — магнитная проводимость воздушного зазора. Отсюда

Необходимо, чтобы электромеханическая сила была много меньше усилия, вызывающего измеряемое перемещение. В противном случае работа преобразователя будет неустойчивой.

Выбранное значение МДС может быть обеспечено либо малым током при большом числе витков, либо большим током при малом числе витков. При определении числа витков катушки заданными величинами являются МДС и площадь сечения окна катушки. Ни полная мощность, ни относительная чувствительность преобразователя от числа витков не зависят:

p = /lz k = AZ/AZ =±
Д8 Д8

При выборе числа витков катушки необходимо правильно сочетать сопротивления указателя и цепи, элементом которой является преобразователь.

Погрешности индуктивных преобразователей. В основном они обусловлены колебаниями напряжения и частоты источника питания, а также колебаниями температуры преобразователя. Для дифференциальных преобразователей с идеальной симметрией равновесного моста отсутствуют погрешности, вызванные внешними факторами. Однако идеальной симметрии обеих половин преобразователя достигнуть практически невозможно, поэтому эти погрешности имеют место и в дифференциальных преобразователях.

Зависимость параметров преобразователя от величины и частоты питающего напряжения обусловлена нелинейностью магнитного сопротивления стальной части магнитной цепи и резко зависит от индукции и режима работы преобразователя. При работе преобразователя в цепи равновесного моста значение индукции в сердечнике целесообразно выбирать соответствующим цтах, так как в этом случае работа измерительной цепи преобразователя практически не зависит от колебания напряжения источника питания.

При измерении динамических процессов частота источника питания должна быть в 8... 10 раз больше частоты измеряемого процесса, чтобы запись измеряемой величины проводилась без искажений. При низких частотах измеряемого процесса преобразователи питаются током промышленной частоты.

При использовании сердечника, сделанного из листовой стали, можно увеличить частоту питания до 1...2 кГц, а при использовании ферритовых сердечников — до 100... 300 кГц.

Радикальное средство уменьшения погрешностей от внешних факторов — увеличение относительной чувствительности преобразователя к измеряемой величине, так как чувствительность преобразователя к внешним факторам не зависит от измеряемой величины.

Индуктивные преобразователи широко применяют в основном для измерения линейных и угловых перемещений. Рассмотрим принцип использования индуктивных преобразователей для измерения различных неэлектрических величин.

Индуктивный микрометр. Предназначен для измерения линейных размеров и для измерения отклонения от заданных размеров. Преобразователи индуктивных микрометров можно выполнить как с рычажной передачей от измерительного штока к якорю, так и

без нее.

Преобразователи безрычажной передачи конструктивно проще, но обладают малой относительной чувствительностью, а следовательно, большими погрешностями, так как здесь перемещение якоря равно измеряемому перемещению. В преобразователе с рычажной передачей перемещение якоря в десятки раз больше, чем измеряемое перемещение, что приводит к большим значениям относительной чувствительности и к малым погрешностям измерения. Наименьший предел измерения у подобных микрометров достигает 100 мкм, в то время как у безрычажных микрометров наименьший предел измерения составляет 300...400 мкм.

Индуктивный толщиномер (рис. 7.55). Он предназначен для измерения толщины гальванических покрытий в диапазоне 2... 60 мкм.

Преобразователь представляет собой трансформатор 7У, с разомкнутой магнитной цепью, магнитный поток которого замыкается через испытуемую деталь 7. Величина магнитного потока трансформатора при заданной МДС первичной обмотки зависит от толщины ее покрытия, следовательно, индуцированная во вторичной обмотке ЭДС будет функцией толщины покрытия. Магнитоэлектрический измеритель включен через выпрямительный узел. Реостат позволяет регулировать равновесие цепи. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В через трансформаторы TV2, ТУЪ и бареттер Б.

Рис. 7.55. Схема прибора для измерения толщины гальванических покрытий: / — испытуемая деталь

Сплав 54%Р1 + 46%Fe Сплав 54%PI + 46%Fe

Рис. 7.56. Устройство индуктивного

датчика манометра: / — катушка; 2 — мембрана; 3 — трубка; 4 — корпус преобразователя; сердечник; 6 — стакан 5

Индуктивный манометр (рис. 7.56). Его применяют для измерения малых давлений воздуха (от 15 Н/м2, т.е. 1, 5 мм вод.ст.), изменяющихся с частотой до 800 Гц. Измеряемое давление воздействует через трубку 3 на тонкую гофрированную мембрану 2, припаянную к корпусу преобразователя 4. Магнитный поток, создаваемый катушками 1, замыкается через сердечник 5, стаканы 6 и мембрану 2. При воздействии измеряемого давления на мембрану с одной стороны она прогибается, и магнитное сопротивление для потока одной катушки уменьшается, а для потока другой катушки увеличивается. Катушки преобразователя включаются в соседние плечи моста, благодаря чему устраняются погрешности, обусловленные влиянием изменения окружающей температуры.

Существуют индуктивные уровнемеры, виброметры, акселерометры и др.

7.8. МАГНИТОУПРУГИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Магнитоупругие преобразователи являются разновидностью электромагнитных преобразователей. Они основаны на явлении изменения магнитной проницаемости \х. ферромагнитных тел в зависимости от возникающих в них механических напряжений а, связанных с воздействием на ферромагнитные тела механических сил Р (растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих). Изменение магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника вызывает изменение магнитного сопротивления сердечника RM. Изменение же RM ведет к изменению индуктивности катушки L, находящейся на сердечнике. Таким образом, в маг-нитоупругом преобразователе имеем следующую цепь преобразований:

(7.13)

Магнитоупругие преобразователи могут иметь две обмотки (трансформаторного типа). Под действием силы вследствие изменения магнитной проницаемости изменяется взаимная индуктив-

Рис. 7.57. Зависимости X =f(H) (а) и В =f(P) (б)

ность М между обмотками и наводимая ЭДС вторичной обмотки Е. Цепь преобразования в этом случае имеет вид

P-> o-*\l-> RM-+ M-* Е. (7.14)

Эффект изменения магнитных свойств ферромагнитных материалов под влиянием механических деформаций называют магни-тоупругим эффектом.

Существует и обратное явление: ферромагнитное тело, внесенное в магнитное поле, изменяет свои размеры, иначе говоря, внешнее магнитное поле вызывает механические деформации ферромагнитного тела. Явления, возникающие вследствие взаимной зависимости между механическими и магнитными состояниями ферромагнитных тел, называются магнитострикционными. Под численным значением магнитострикции понимают относительное изменение А///= X длины / стержня, обусловленное воздействием внешнего магнитного поля. Опыт показывает, что магнитострик-ционные и магнитоупругие явления не однозначны. Некоторые ферромагнитные тела имеют положительную магнитострикцию, т.е. увеличивают размеры в направлении магнитного поля, некоторые — отрицательную, т.е. тела уменьшают свои размеры в направлении магнитного поля. Величина магнитострикции и ее знак зависят от материала магнитной цепи, его термообработки, температуры и напряженности магнитного поля.

Характер зависимости магнитострикции X = А///от напряженности Я намагничивающего поля для различных ферромагнитных материалов показан на рис. 7.57, а.

Магнитоупругий эффект также неоднозначен. Для одного и того же материала под воздействием механического напряжения магнитная проницаемость в слабых полях может возрастать, в то время как в сильных полях падать. На рис. 7.57, б приведены кривые

Рис. 7.58. Магнитоупругие преобразователи: индуктивного (а, б) и трансформаторного (в, г) типов

изменения индукции В в функции механической нагрузки при различных значениях напряженности поля Н для проволоки из мягкой стали.

Типы магнитоупругих преобразователей. Магнитоупругие преобразователи могут работать как переменные индуктивные сопротивления, величина которых определяется приложенным к сердечнику механическим усилием, и как трансформаторные преобразователи с переменной взаимной индуктивностью между обмотками.

На рис. 7.58 представлены разновидности магнитоупругих преобразователей.

Магнитная цепь магнитоупругих преобразователей выполняется чаще всего из сплошного материала. Сердечник имеет щели для размещения обмотки. В разъемных конструкциях готовую катушку надевают на сердечник. На рис. 7.59, а изображен тензометричес-кий магнитоупругий преобразователь индуктивного типа, в котором в качестве сердечника 2 катушки 1 используется проволока из пермаллоя.

На рис. 7.59, б изображена магнитная цепь преобразователя, выполненная из тонкого листа пермаллоя, наклеиваемого на испытуемую деталь.

У магнитоупругих преобразователей на переменном токе ЭДС во вторичной обмотке является функцией изменения взаимной индуктивности между катушками, обусловленной изменением магнитной проницаемости сердечника. Если первичную обмотку маг-нитоупругого преобразователя трансформаторного типа питать постоянным током, то он превращается в магнитоупругий преобразователь индукционного типа. В этом случае при измерении быстро-переменных процессов во вторичной обмотке будет индуцироваться ЭДС, мгновенное значение которой определяется по формуле

Рис. 7.59. Тензометрический магнитоупругий преобразователь индуктивного типа (а) и его магнитная цепь (б): 1 — катушка; 2 — сердечник

где и> 2 — число витков вторичной обмотки; с — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств материала и напряженности намагничивающего поля; а — напряжение в материале сердечника.

Дц/ц

Чувствительность магнитоупругих преобразователей можно характеризовать, подобно тензосопротивлениям, коэффициентом тензочувствительности

Sr =

(7.16)

А/// Е/

в тех случаях, когда магнитоупругие преобразователи используются для измерения деформации А/других деталей, т. е. когда естественной входной величиной является перемещение. Обычно вследствие массивности магнитной цепи магнитоупругие преобразователи в качестве естественной величины воспринимают значение воздействующей на него силы. В этом случае относительной магнитоуп-ругой чувствительностью материала, измеряемую в % на 1 Н/мм2, называют относительное изменение магнитной проницаемости Дц/ц, вызываемое единицей механического напряжения а, т.е.

S„

Дц/ц

Теория ферромагнетизма дает теоретические соотношения, позволяющие обоснованно подойти к выбору материала магнитоуп-ругого преобразователя.

Погрешности магнитоупругих преобразователей. Погрешности из-за нелинейности функции преобразования. Функция преобразования магнитоупругих преобразователей, как правило, нелинейна. Имеется ряд методов уменьшения этой нелинейности: при сокращении диапазона измеряемой силы, при соответствующем выборе магнитного режима преобразователя и т. д. Применение соответствующих мер позволяет уменьшить погрешность из-за нелинейности функции преобразования до 1, 5...2%.

Магнитоупругая погрешность. Это погрешность невоспроизводимости магнитного состояния сердечника преобра-

зователя при нагрузке и разгрузке. Ее возникновение обусловлено магнитоупругим гистерезисом. Магнитоупругая погрешность ум уменьшается с увеличением напряженности магнитного поля в сердечнике. Для получения возможно меньшей магнитоупругой погрешности сердечник следует изготовлять из ферромагнитных материалов с узкой петлей магнитного гистерезисного цикла и высоким пределом упругости.

Погрешность от колебания напряжения. При изменении намагничивающего тока меняется как начальное значение магнитной проницаемости, так и величина магнитоупругого эффекта. Поэтому стабилизация напряжения питания необходима для всех типов датчиков. Иначе погрешность от колебания напряжения источника питания будет недопустимо большой.

Температурная погрешность. Колебания температуры преобразователя вызывают изменения: сопротивления R катушки постоянному току, начальной магнитной проницаемости и маг-нитострикции, а следовательно, и магнитоупругого эффекта. Эти изменения создают температурную погрешность. Но изменение активного сопротивления R мало сказывается на работе преобразователя, так как активное сопротивление значительно меньше полного сопротивления преобразователя.

Изменение магнитной проницаемости может иметь положительный и отрицательный знаки, в зависимости от материала преобразователя и рабочего значения напряженности поля. Таким образом, в зависимости от выбранного материала сердечника и рабочего значения напряженности поля, отдельные факторы при колебаниях температуры могут компенсировать друг друга в известных пределах. В случаях необходимости температурную погрешность можно скорректировать при помощи включения в соседнее плечо моста корректирующего преобразователя, идентичного с рабочим и находящегося в тех же температурных условиях, но не подвергающегося нагрузке.

Применение магнитоупругих преобразователей. Магнитоупругие преобразователи применяют:

• для измерения больших давлений (больше 10 Н/мм2, или
100 кГ/см2), так как они непосредственно воспринимают давле
ние и не нуждаются в дополнительных преобразователях;

• для измерения силы. В этом случае предел измерения прибора
определяется площадью магнитоупругого преобразователя. Дан
ные преобразователи деформируются под действием силы очень
незначительно. Так, при /=50 мм, А/< 10 мкм они имеют высо
кую жесткость и собственную частоту до 20... 50 кГц. Допустимые
напряжения в материале магнитоупругого преобразователя не дол
жны превышать 40 Н/мм2.

Рассмотрим принцип использования магнитоупругих преобразователей для измерения различных неэлектрических величин.

Рис. 7.60. Устройство датчика магнитоупругого тор-сиометра:

/ — статор; 2 — рабочий вал; 3 — измерительные катушки; 4 — полюсы; 5 — сердечник; 6 — намагничивающие катушки

Измерение крутящего момента. В качестве примера использования магнитоупругих преобразователей на рис. 7.60 приведена конструкция датчика магнитоупругого торсиометра, применяемого для измерения крутящего момента на буровом инструменте. Магнитоупругим элементом является участок рабочего вала 2, выполненного из ферромагнитного материала. Этот участок вала охвачен кольцевым статором 7. Статор имеет внутренние радиально расположенные выступы (полюсы) 4 из листовой трансформаторной стали, на которые намотаны намагничивающие катушки 6, питаемые переменным током.

Катушки соединены последовательно так, чтобы полюса чередовались. При отсутствии крутящего момента направление магнитного потока между полюсами перпендикулярно образующей вала (линия 2—2на рис. 7.61).

Рис. 7.61. Картина поля между полюсами 1—1, 2—2 намагничивающих катушек 1—1, 2—2

Измерительные катушки 3 преобразователя (см. рис. 7.60) имеют сердечник 5 П-образной формы из трансформаторной стали. Их оси расположены вдоль образующей вала. Катушки соединены последовательно. При отсутствии крутящего момента концы сердечника 5 расположены на одной и той же относительной магнитной эквипотенциальной линии 0, 5 и, следовательно, разности магнитного потенциала между ними нет. При действии крутящего момента изменится магнитная проницаемость \х, материала вала, причем в направлениях, в которых вал испытывает деформацию сжатия, [L будет уменьшаться, а в направлениях деформации растяжения — увеличиваться. Вследствие возникшей магнитной анизотропии изменится картина поля между полюсами намагничивающих катушек, т.е. полюса 2—2 сердечника измерительной катушки уже не будут находиться на одной эквипотенциальной линии и через сердечник пойдет часть магнитного потока. При изменении знака момента картина поля изменится на обратную и на 180 ° изменится фаза потока, а следовательно, и фаза выходного напряжения, индуцированного в катушке.

Магнитоупругий динамометр. Это прибор для измерения сосредото Rj TV

Рис. 7.62. Измерительная цепь магнитоупругого динамометра

ченных сил. На рис. 7.62 представлена измерительная цепь магнитоупругого динамометра, где Zx — сопротивление рабочего преобразователя, a.ZN— сопротивление ненагруженного (нерабочего) преобразователя. В исходном состоянии (Zx = ZN) измерительная цепь уравновешена и ток через указатель равен нулю. При Zx Ф Zn через указатель протекает ток. Шкала указателя может быть проградуирована в единицах измеряемой силы.

Частота собственных колебаний преобразователя достигает нескольких десятков тысяч герц, что дает возможность при соответствующем выборе частоты источника питания измерять динамические силы до частот порядка 10 кГц.

7.9. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Электролитические преобразователи относятся к типу электрохимических преобразователей. В общем случае электрохимический преобразователь представляет собой электролитическую ячейку, заполненную раствором с помещенными в нее электродами, служащими для включения преобразователя в измерительную цепь. Как элемент электрической цепи электролитическая ячейка может характеризоваться развиваемой ею ЭДС, падением напряжения от проходящего тока, сопротивлением, емкостью и индуктивностью. Выделяя зависимость между этими электрическими параметрами и измеряемой неэлектрической величиной, а также подавляя действие других факторов, можно создать преобразователи для измерения состава и концентрации жидких и газообразных сред, давлений, перемещений, скорости, ускорения и других величин. Электрические параметры ячейки зависят от состава раствора и электродов, химических превращений в ячейке, температуры, скорости перемещения раствора и др. Связи между электрическими параметрами электрохимических преобразователей и неэлектрическими величинами определяются законами электрохимии.

Растворы солей, кислот и оснований в воде и в ряде других растворителей обладают электропроводностью и называются проводниками второго рода. При растворении происходит диссоциация — расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы. Вещества, расщепляющиеся при растворении на ионы и образующие электропроводящие растворы, называются электролитами. Под воздействием электрического поля положительные ионы движутся к отрицательному электроду, а отрицательные ионы — к положительному электроду и переносят электрические заряды.

Электропроводность чистой дистиллированной воды близка к нулю и возрастает по мере повышения концентрации растворенных веществ. Растворы характеризуются:

молярной массой Р, г/моль;

молярной концентрацией С, моль/м3;

химической активностью а.

Активность а равна произведению эквивалентной концентрации Сна коэффициент активности/, равный единице для растворов с небольшой концентрацией и уменьшающейся по мере повышения концентрации (из-за уменьшения степени диссоциации и подвижности ионов).

Удельная электропроводность раствора пропорциональна его эквивалентной химической активности: у = XfC = Ха.

Коэффициент X называется эквивалентной электропроводностью. Удельная электропроводность зависит нелинейно от весовой концентрации Р или эквивалентной концентрации С. Зависимость проводимости электролитов от их концентрации дает возможность использовать электролитическую ячейку в качестве измерительного преобразователя. Естественной входной величиной преобразователя является значение химической активности а раствора, выходной величиной — электрическая проводимость между электродами.

Принцип действия и погрешности электролитического преобразователя сопротивления. Принцип действия электролитических преобразователей основан на зависимости сопротивления электролитической ячейки от состава и концентрации электролита, а также от геометрических размеров ячейки. Сопротивление столба жидкости электролитического преобразователя

R-P4 = -^ (7.17)

S у

где у= 1/р — удельная проводимость электролита; к — постоянная преобразователя, зависящая от соотношения его геометрических размеров, определяемая обычно экспериментально.

Практически здесь можно применить любой из методов для измерения сопротивления. Измерение производится в основном на переменном токе (для того чтобы не происходило электролиза во время измерения). При включении прибора в сеть постоянного тока напряжение питания цепи должно быть достаточно велико, чтобы ЭДС поляризации не вызвала большой погрешности измерения.

Градуировку приборов для измерения концентрации растворов производят двумя методами:

с помощью образцовых растворов;

с помощью образцовых магазинов сопротивления, предварительно вычислив значения сопротивления для ряда заданных концентраций.

Второй способ является более простым и удобным, но сопротивление, подсчитанное по его постоянной, представляет его активное сопротивление, в то время как при работе на переменном токе показание прибора соответствует полному сопротивлению преобразователя. Различие между полным и активным сопротивлением, характеризуемое сдвигом по фазе между током и напряжением в преобразователе, может вызвать погрешность измерения прибора, доходящую в некоторых случаях до нескольких десятков процентов. Дело в том, что при прохождении через преобразователь переменного тока имеет место ряд явлений, эквивалентных в электрическом отношении влиянию емкости конденсатора, включенного последовательно или параллельно активному сопротивлению преобразователя. Это емкость двойного слоя зарядов на границе электрод — раствор, называемая статической емкостью, которую можно считать включенной последовательно с сопротивлением раствора. Следует также учитывать емкость, обусловленную перемещением зарядов относительно друг друга и относительно зарядов на электродах, называемую электролитической емкостью, которую можно считать включенной параллельно сопротивлению раствора электролита.

Для уменьшения влияния этих емкостей сопротивление преобразователей выбирается 500... 1000 Ом, чтобы падение напряжения на нем было в пять-шесть раз больше падения напряжения на емкости, что позволяет градуировать прибор при помощи образцовых сопротивлений.

Электропроводность раствора в значительной степени зависит от температуры. Температурный коэффициент проводимости при комнатной температуре (3 = 0, 016°С_1 для кислот, (3 = 0, 024°С-1 — для солей, Р= 0, 019°С-' — для оснований. С увеличением температуры значение (3 уменьшается. Существует много различных методов компенсации температурной погрешности, однако все эти методы дают несовершенную температурную компенсацию, причем погрешность от изменения температуры растет с увеличением диапазона изменения температуры и концентрации электролита.

Рис. 7.63. Электроли тическии преобразо ватель с температур ной компенсацией

На рис. 7.63 приведена схема электролитического преобразователя с температурной компенсацией. Погрешность компенсируется здесь путем последовательного включения компенсирующего сопротивления.

Сопротивление Ru включенное параллельно электродам, выполнено из манганина, а компенсирующее RK — из меди и никеля. В исходном состоянии сопротивление преобразователя

RaR = 1" Лк.

АВ Rx + Я, При повышении температуры на 8 градусов

Кв = М г + Лк(1 + а, в),

где (3X — температурный коэффициент проводимости электролита; ак — температурный коэффициент сопротивления RK.

Компенсация будет иметь место при RAB = R'AB. Таким образом, получаем квадратичное уравнение относительно Rx, на основании которого заключаем, что при заданных значениях R] и RK компенсация для заданной температуры 8 будет иметь место при двух значениях Rx.

Может быть решена и обратная задача, т. е. определение значения Rx и RK для заданного диапазона Rx (от Rx] до Rx2) и заданного повышения температуры 8.

Решая уравнение RAB = R'AB относительно Rx и RK для двух значений Rx (Rxl и Rx2) получим

R = EZE, *к= - RxiRft*

1 + (3, 8 ' " к [ Rxl + Я, (1 + №)](Rxl + Я, Н ' Следовательно, для любых двух значений концентрации можно подсчитать величины R\ и RK для заданного диапазона изменения температуры. Погрешность от температуры будет тем больше, чем шире диапазон изменения концентрации и больше диапазон изменения температуры исследуемого раствора электролита. Недостатком этого метода компенсации температурной погрешности является то, что большая величина RK затрудняет конструирование преобразователя и отвод теплоты от него. При нагреве же RK током его сопротивление увеличивается и компенсация нарушается.

Электролитические преобразователи в основном применяются для измерения концентрации растворов, кроме того, они используются для измерения перемещения, скорости, механических деформаций, температуры и других физических величин. Рассмотрим принцип использования электролитических преобразователей для измерения различных неэлектрических величин.

Электромеханические преобразователи перемещения. При постоянной концентрации электролита изменение сопротивления преобразователя может быть вызвано изменением расстояния

Рис. 7.64. Электролитические преобразователи линейного (а, 6) и углового (в) перемещения: / — каучуковая трубка; 2 — электролит; 3 — электрод

между электродами или изменением сечения электролита. На этом и основано действие электролитических преобразователей перемещения. Ниже показаны два типа электролитических преобразователей линейного (рис. 7.64, а, б) и углового (рис. 7.64, в) перемещения и схема их включения в мостовую измерительную цепь.

Два плеча моста (см. рис. 7.64, а) образованы сопротивлениями Rx и R2 дифференциального электролитического преобразователя, имеющего один подвижный электрод (средний) и два неподвижных. Основным достоинством электролитических преобразователей перемещения является то, что для перемещения электрода требуется незначительное усилие.

На рис. 7.65 приведена схема устройства электролитического тен-зопреобразователя, который состоит из каучуковой трубки 1 с внутренним диаметром порядка 1 мм, заполненной электролитом 2, и двух электродов 3, вставленных в концы трубки так, чтобы ее внутренний объем был полностью заполнен электролитом. При помощи зажимов 4 преобразователь крепится к исследуемому объекту.

В зависимости от состава электролита, длины и сечения канала трубки можно изготовить преобразователи с начальным сопротивлением от сотен до нескольких сотен килоом. Такие преобразователи позволяют измерять очень большие относительные деформации (до А///= 0, 6), их коэффициент тензочувствительности

К

= 2.

AR/R

М/1

Рис. 7.65. Электролитический тензо-преобразователь:

/ — трубка; 2 — электролит; 3 — электроды; 4 — зажимы

Частотная характеристика равномерна до частот 500...700 Гц. Достоинством электролитических преобразователей является возможность использования больших напряжений питания (до 500 В). Резиновый электролитический преобразователь обладает высокими изоляционными свойствами, поэтому его можно применять при измерении деформации деталей в воде и других жидких средах, не разрушающих каучук.

Интегрирующий акселерометр. Электролитические преобразователи используются в интегрирующих акселерометрах для измерения скорости ракет. На рис. 7.66 приведена принципиальная схема интегрирующего акселерометра с гидродинамическим подвесом инерционной массы.

Этот прибор представляет собой герметичную камеру 1, заполненную электролитом, в которой плавает поплавок 2. Камера приводится во вращение с постоянной круговой скоростью при помощи вспомогательного двигателя Д. Под действием возникающих при вращении жидкости центробежных сил поплавок устанавливается по оси симметрии камеры, вдоль которой он может перемещаться. При наличии составляющей X ускорения в направлении оси вращения Х'Х" на поплавок действует сила инерции

F»=(P*-Pn)VnX'\

где Рж — плотность жидкости; Рп — плотность поплавка; Vn — объем поплавка; X" — ускорение.

Эта сила, направленная в сторону, противоположную действию ускорения, вызывает движение поплавка и уравновешивается силой гидродинамического сопротивления жидкости, пропорциональной скорости поплавка:

Fr = kX\

где к — коэффициент пропорциональности; X' — скорость движения поплавка.