Obraz8

Czujniki przyspieszenia i drgań Hallotronowe czujniki przyspieszenia

69

ce) często jako równoczesne (sprzężone). Gdy równanie (2) jest rozpatrywane jako tensorowe, to opisuje ono wszystkie wymienione efekty kompleksowo.

Efekt poprzeczny jest wykorzystywany na przykład do pomiaru naprężeń zginających za pomocą „płytek bimorficznych”, które są złożonymi razem, przeciwnie spolaryzowanymi materiałami piezoceramicznymi. Przy zginaniu ta dwuwarstwowa struktura jest w połowie rozciągana (s >0) a w drugiej połowie ściskana (£<()). Wskutek przeciwnej biegunowości obu części ceramicznych powstające napięcia częściowe U_l i U₂ sumują się w napięcie całkowite U, które jest pobierane z obu zewnętrznych, metalizowanych warstw płytki bimorficznej (rys. 5).

Między obu materiałami ceramicznymi w zasadzie niepotrzebne jest metalizowanie. Taśmy bimorficzne mierzą swe własne przegięcia, gdy są jednak naklejone lub przylutowane do metalowej przepony, mogą mierzyć również jej zginanie (np. w mikrofonie).

Elektryczne przetwarzanie sygnału

Przetwarzanie napięciowe. Jeśli przetworniki piezoelektryczne mają dużą rezystancję wewnętrzną zaleca się, aby możliwie blisko przetwornika umieścić wzmacniacz odprzę-gający (jeśli to możliwe, nawet we wspólnej, hermetycznej obudowie).

Długie przewody doprowadzające zafałszowują sygnał zarówno poprzez ich pasożytniczą pojemność (dzielnik napięcia), jak również wskutek ich pasożytniczej rezystancji (rys. 6a).

Przetwarzanie pojemnościowe. Korzystne jest, gdy ładunek wytwarzany na przetworniku jest magazynowany na kondensatorze pomiarowym C_M b. dobrej jakości, stanowiącym moduł ze wzmacniaczem ładunku. To powoduje, że sam przetwornik jest utrzymywany w stanie wolnym od ładunku i napięcia. Przy tym sposobie przetwarzania szkodliwe i pasożytnicze wpływ}'' przewodu zasilającego są w znacznym stopniu wytłumione, tak że nie zachodzi konieczność integrowania przetwornika i wzmacniacza (rys. 6b).

Przykłady zastosowań:

• Hallotronowe czujniki przyspieszenia,

•    piezoelektryczne czujniki przyspieszenia (bimorficzne elementy zginane, efekt podłużny, spalanie stukowe),

•    mikromechaniczne czujniki przyspieszenia.

Hallotronowe czujniki przyspieszenia

Zastosowanie

Pojazdy z układem przeciwblokującym ABS, układem przeciwpoślizgowym ASR, napędem wszystkich kół albo układem stabilizacji toru jazdy ESP poza czujnikami prędkości kół dysponują jeszcze hallotronowym czujnikiem przyspieszenia do pomiaru wzdłużnego i poprzecznego przyspieszenia pojazdu (względem kierunku jazdy).

Rysunek 2

1    - przetwornik hallotronowy

2    - magnes trwały

3    - sprężyna

4    - płytka tłumika /_w - prąd wirowy (tłumika)

U_H - napięcie Halla U₀ - napięcie zasilające ę - strumień magnetyczny a - przyspieszenie działające na przetwornik (poprzecznie)

Czujnik hallotronowy przyspieszenia (otwarty)

Rysunek 1

a - element elektroniczny b - układ masa--sprężyna

1    - przetwornik hallotronowy

2    - magnes trwały

3    - sprężyna