Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
6
Емкостные преобразователи
Многоступенчатые преобразователи
Детектор оптико-акустического газоанализатора с емкостным преобразователем микропульсаций давления.
Детектор с дифференциальным емкостным преобразователем
Моделирование источника излучения
Поглощение потока излучения в кювете ОАГ
Из уравнения газового состояния имеем:
(1)
Для определения изменения объема v воспользуемся выражением для скорости смещения мембраны микрофона (нежесткой стенки) под действием акустического давления р;
(2)
где Sэф = SM/2 – эффективная площадь мембраны.
Соответственно смещение мембраны:
(3)
(при условии, что акустическое давление имеет синусоидальный характер). Отсюда:
Подставляя в (1-18), получаем:
(4)
Для определения необходимо решить уравнение теплового баланса для воспринимающего объема камеры:
(5)
Решение ищется в виде Тогда:
(6)
Обозначив С/G= , где – постоянная времени оптико–акустического приемника, получим для р следующее выражение:
(7)
Как следует из формулы (7), акустическое давление отстает по фазе от модулированного потока лучистой энергии, причем сдвиг фазы :
= агсtg .(8)
Окончательно смещение мембраны определяется как:
(9)
Выполним замену:
Амплитуда смещения окажется:
График отклонения расстояния между пластинами конденсатора от среднего положения приведен ниже.
Рис. Отклонение расстояния между пластинами конденсатора от его среднего значения
Величина емкости конденсатора примет выражение
Изменение величины емкости преобразователя во времени приведено на рисунке ниже. Информация о контролируемом параметре заключена в изменениях амплитуды емкости.
Рис. – Изменение величины емкости преобразователя во времени
Нормированное преобразование в электрический сигнал может быть выполнено различными методами и средствами. Например, с помощью измерительного моста на переменном токе.
Рис. – Конденсаторный микрофон ОАГА включен в схему измерительного моста.
К мосту подключен источник питания 3 В, 10 кГц. Выходное напряжение измерительного моста носит характер АМ-сигнала.
Информационным параметром является амплитуда огибающей. С изменением информационного параметра изменяется глубина модуляции.
Структурная схема обработки сигнала содержит: измерительный мост, RC – усилитель, демодулятор сигнала 10 кГц, активный фильтр нижних частот с полосой пропускания 5 Гц, второй демодулятор сигнала 5 Гц, второй фильт нижних частот с полосой пропускания 0,5 Гц, устройство отбора (мультиплексор аналоговых сигналов), устройство фиксации сигнала (устройство выборки–хранения), аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорное устройство цифровой обработки сигнала, средство отображения информации.
Рис.– Структурная схема измерительной системы