Датчиктердің түрлері, құрылысы, қолдану аясы

Жоспар
1.Кіріспе
2.Талшықты.оптикалық датчиктердің пайда болу тарихы
3.Оптоэлектрониканың қалыптасуы

4.Оптикалық талшықтар
5.Талшықты.оптикалық датчиктің классификациясы және оларды қолдану аймағы
Фарадей эффектісі
Поккельс эффектісі
Саньяк эффектісі
Магнитострикция
6.Қорытынды
7.Қолданылған әдебиет тізімі
1.Кіріспе
Өндірістік қызметтің сенсоризациясы, яғни адамның сезім мүшелерін датчикке ауыстыру үшінші өндірістік революцияға жатады.Оның біріншісі – машина-энергетикалық, ал екіншісі – ақпаратты-компьютерлі революция. Датчикке деген қажеттілік күннен-күнге артып келеді.Бұл бақылау мен басқарудың автоматтанған жүйеге көшуіне, жаңа технологиялық процестің енуіне, жалпы өндірісті автоматтандыруға байланысты. Жоғары метрологиялық мінездемелерінен басқа датчиктер жоғары сенімділігімен, ұзақ уақытқа жарамдылығымен, тұрақтылығымен, аз габариттілігімен, аз энергия тұтылуымен сипатталады.Бұндай талаптарға талшықты-оптикалық датчиктер толықтай жауап береді. Бұл датчиктер оптикалық сәулеленуді электрлік сигналға түрлендіруге негізделген. Қабылданатын оптикалық сәулеленудің интенсивтілігіне және толқын ұзындығына байланысты бұл датчиктердің көмегімен жарықтың жарықтылығын, заттардың температурасын, оптикалық сәулеленудің спектрлік құрылымын және т.б. шамаларды тіркеуге болады.
7.Қолданылған әдебиет тізімі

1) Г.Виглеб, Датчики,Москва 1989
2) Т.Окоси, Волоконно-оптические датчики
        
        Жоспар
1.Кіріспе
2.Талшықты-оптикалық датчиктердің пайда болу тарихы
3.Оптоэлектрониканың қалыптасуы
4.Оптикалық талшықтар
5.Талшықты-оптикалық датчиктің классификациясы және оларды қолдану аймағы
Фарадей ... ... ...
7.Қолданылған әдебиет тізімі
1.Кіріспе
Өндірістік қызметтің сенсоризациясы, яғни адамның сезім мүшелерін ... ... ... өндірістік революцияға жатады.Оның біріншісі - машина-энергетикалық, ал екіншісі - ... ... ... ... ... ... артып келеді.Бұл бақылау мен басқарудың автоматтанған жүйеге көшуіне, жаңа ... ... ... жалпы өндірісті автоматтандыруға байланысты. Жоғары метрологиялық мінездемелерінен басқа датчиктер жоғары сенімділігімен, ұзақ ... ... ... аз ... аз ... тұтылуымен сипатталады.Бұндай талаптарға талшықты-оптикалық датчиктер толықтай жауап береді. Бұл датчиктер оптикалық сәулеленуді электрлік сигналға түрлендіруге негізделген. Қабылданатын ... ... ... және ... ... байланысты бұл датчиктердің көмегімен жарықтың жарықтылығын, заттардың температурасын, оптикалық сәулеленудің спектрлік ... және т.б. ... ... ... ... датчиктердің пайда болу тарихы
Талшықты-оптика негізіндегі датчиктерді жасауда алғашқы талпыныстар 1970 жылдан басталады.Бірақ бұл датчиктердің техникалық бағытта қалыптасуы 1980 ... ... ... осы уақытта ғылымға енгізілді. Яғни талшықты-оптикалық датчик техниканың жаңа ,қарқынды дамып келе ... ... ... электронды өлшеулермен 1980 жылдардағы электронды айырмашылығы өте зор. Бұнын себебі көптеген өлшеу құралдарындарында сандық ... ... ... ... құралдарында датчик электр шаманы (ток және кернеу) өлшеу кезінде маңызды рөлге ие болмайды, ... ... ... құралдарда шығу құрылғысы ретінде индикатор алынады. Сонымен қатар осындай құралдарды кез-келген өлшеу жүйесінде пайдаланғанда шыққан сигналды ... ... ... ... ... ... Ал ... техникасында сандық сигнал датчиктің сезімтал элементіне ... ... ... ... ... қолданудың негізгі артықшылығы - өлшеуді жоғары деңгейде өткізу. Мұндай операцияларға шуды жою, ортақ шамалау, сызықты емес ... ... ... және ... ... ... датчиктің сезімтал элементіндегі функционалды жүктеме азаяды және элемент сипаттамасына қойылатын талаптар төмендейді. Бұдан басқа ... ... ... өте аз ... ... ... ... қалыптасуы
Оптоэлектроника - бұл оптика мен электроника түйісіндегі ғылым мен техниканың жаңа бағыты. Оптоэлектрониканың қалыптасуы 1955 жылдан басталады.Бұл кезде ... ... ... ... ... ... ... яғни оптикалық және электронды құрылғылардың сипатттамаларын оптрондарды сипаттады.
1960 жылдардың басында лазердің пайда болуы ... одан әрі ... ... ... Бұл ... газ қоспасы ретінде жасалған, яғни гелии мен неонның ... ... ... ... оптикалық талшықтың пайда болуы.
1-суретте әртүрлі оптикалық талшықтардың жылдар аралығында берiлудiң ең төменгi жоғалтуларын төмендету ... ... ... талшықтардың әр түрлi түрлерi үшiн берiлудiң ең төменгi жоғалтуларын төмендету
4.Оптикалық ... ... екі ... ... мүмкін: бір модалы - бір мод таралады (берілген ... ... ... ... көп модалы - көптеген (бірнеше жүз) моданың таралуы. Құрылысы жағынан бұл талшықтар сәйкес бөліктегі ... ... ... Ал ... ... сыну ... ... қарағанда біршама көп болады (2 сурет).
2 сурет Бір модалы (а) және көп модалы (б) оптикалық талшықтар
Техникада бір модалы және көп ... ... ... ... Көп ... ... ... диаметрге (50мкм) ие, бұл олардың бір-бірімен жақсы жалғануын қамтамасыз ... ... ... ... ... жылдамдығы әр түрлі болғандықтан, жіңішке жарық импульсін жібергенде оның дисперсиясы ұлғаяды.Ал бір модалы талшықтарда артықшылығы мен ... ... ... дисперсия төмендегенімен өзекше диаметрі кіші болады (5....10 мкм).
Осынын салдарынан бір модалы оптикалық талшықтар ақпаратты жоғары ... ... ... ... ... Көп ... оптикалық талшықтар ақпаратты салыстырмалы түрде төменгі жылдамдықпен тасымалдайтын байланыс жүйелерінде қолданады.Когерентті талшықты-оптикалық байланыс жүйесінде тек қана бір ... ... ... ... элементі ретінде оптикалық талшықтардың қасиеттері:
* Жуанжолақты (бірнеше терагерц)
* Аз шығын (min 0,154 дБ/км)
* ... ... ... ... ... (30 г)
* Иілгіштігі (радиустың min иілгіштігі 2ММ)
* Механикмлық беріктілігі (7 кг жүктемеге шыдайды)
* ... ... ... ... ... ... Жоғары электроизоляциялық беріктілік
* Коррозияға төзімділік, әсіресе химиялық еріткіштерде,майда,суда
5.Талшықты-оптикалық датчиктің классификациясы және оларды қолдану аймағы
Соңғы үлгідегі талшықты-оптикалық датчиктер ... ... ... ... қысым, температура,ара қашықтықты, кеңістіктегі орнын, айналу жылдамдығын, сызықтық орын ауыстырудың жылдамдығын, үдеуді, тербелісті, массаны, көлемді, деформацияны, сыну көрсеткішін, электрлік ... ... ... газдың концентрациясын, радиациялық сәулеленудің көлемін.
Талшықты-оптикалық датчикте оптикалық талшықты қолдануға байланысты екіге бөлуге болады:
* Оптикалық талшықтар-жіберу желісі ретінде
* Оптикалық талшықтар- датчикте ... ... ... жүйесіндегі датчиктерде бір модалы оптикалық талшықтар қолданылады, ал ... ... көп ... ... ... ...
Жіберу желісі ретінде талшықты-оптикалық датчиктер
Құрылым
Өлшенетін физикалық шама
Қолданыла-тын ... ... ... ... ... ... ... және ерекшелiк-терi
Өтетін типті
Электрлік кернеу,электр өрісінің кернеулігі
Поккельс эффектісі
Құрайтын поляризация
Көп ... ... ток ... ... ... ... бұрышы
Көп мода-лы
Дәлдік +-1%
20...85ºС
Өтетін типті
Температура
Жартылай өткізгіштің жұтылу өзгерісі
Өткiзiлетiн ... ... ... ... ... ... ... өзгерісі
Өткiзiлетiн жарықтың интенсивтілігі
Көп мода-лы
0....70 ºС
Дәлдік +-0,04 ºС
Өтетін ... ... ... ... интенсивті-лігі
Көп мода-лы
режимі
Өтетін типті
Гидроакусти-калық қысым
Толық шағылу
Өткiзiлетiн жарықтың интенсивті-лігі
Көп модалы
Сезімталды-ғы 10мПа
Өтетін типті
Үдеу
Фотосерпім-ділік
Өткiзiлетiн жарықтың ... ... ... ... ...
Өткiзiлетiн жарықтың интенсивті-лігі
Көп мода-лы
20 км ара қашықтық-та дистанционды бақылау
Шағылыстыра-тын ... ... ... ... интерферен-ция
Шағылған жарықтың интенсивті-лігі
Көп мода-лы
сезгіштік
Шағылыс-тыратын типті
Қандағы оттегі концентрациясы
Спектралды сипаттама-ның өзгерісі
Шағылған жарықтың интенсивті-лігі
Шоғыр
Рұқсат катетер арқылы
Антена типті
Жоғары вольтты импульстің параметрі
Жарық өткiзгiштiң сәулеленуі
Өткізілетін ... ... ... ... 10нс
Антена типті
Температура
Инфрақызыл сәулелену
Өткізілетін жарықтың интенсивтілігі
Өткізілетін жарықтың интенсивтілігі
250...1200 ºС
Дәлдік +-1%
Фарадей эффектісі
Көлденең магнитооптикалық эффект жарық сәулесінің поляризация жазықтығында айналуына негізделген.Бұл ... 1846 жылы ... ... бойы магнитооптикалық эффект фихикалық аспект ретінде қарастырылса, қазіргі таңда ол тәжірибиеде де оң нәтижелерді беріп жүр. ... ... ... өте көп. ... ішінде физикада, оптикада, электроникада кеңінен қолданатыны Фарадей эффектісі.Фарадей эффектісі арқылы:
* Заряд тасушылардың эффективті массасын немесе жартылай өткізгіш ішіндегі ... ... ... ... ... жүйесіне арналған лазерлі сәулеленудің амплитудалық модуляциясы және заряд тасушылардың ... ... ... өмір сүру ... ... ... оптикалық элементтерді даярлау
* Ферромагниттi қабыршақтардағы домендерді көру
* Магнитооптикалық жазу
Сұлба жарық көзінен, поляризатордан, анализатордан және фотоқабылдағыштан ... мен ... ... ... зат ... Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы магниттiк өрiс қосылған күйiнде жарықтың толық сөндiруiн ... ... ... ... ... ... бойынша санайды.
Өткен шоғырдың интенсивтілігі Малюс заңы бойынша анықталады.
I=Icosα
Жарық шоғырының модуляциясына арналған Фарадей эффектісі осыған негізделген.Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышының ... ... ... ... H-магнит өрісінің кернеулігі, l- заттың ұзындығы, v-Верде тұрақтысы,ол заттың қасиеті туралы ақпаратты беруі мүмкін және ... ... ... ... ... мүмкін.
Магнитооптикалық Фарадей эффектісінің негізгі ерекшелігі оның өзара әрекеттеспуінде, яғни жарық шоғырының қайтымдылық принципінің бұзылуы.Тәжірибие көрсеткендей жарық ... кері ... ... ... ... ... ... сәйкес келетінін көрсетеді. Сондықтан шоғыр поляризатор мен анализатор арасынан бірнеше рет ... ... ... ... өрісінің қарама-қарсы бағытталуы, айналу бағытын кері өзгертеді.Осындай қасиеттер түсінігіне біріктіріледі.
Поккельс эффектісі
Кернеуді Керра және Поккельс электрооптикалық ... ... ... ... екі ... ... ... ол электр өрісінде таралып,өлшенетін кернеумен пайда болады.
Сызықтық электрооптикалық Поккельс эффектісі ... ... ... ... ... байқалады.Электр өрісінің кернеулік векторының бағытына байланысты көлденең және бойлық Поккельс эффектісі пайда болады.Бойлық эффект көбінесе аммонидің ... ... NH4H2PO4 ... калий гидрофосфатында KH2PO4 айқын байқалады.Ал көлденең эффект литий ниобат ... LiNbO3 ... ... және ол ... ... ... қолданылады.
Поккельс түрлендіргішінің шығысындағы жарық интенсивтілігі келесі формуламен анықталады.
J=Jsin(PIr n l Eτ)=Jsin(PIr n Uτ)
Мұндағы, r - кристалдың электрооптикалық ... PI - ... ... ... ... сыну көрсеткіші; τ - толқын ұзындығы; Е - электр өрісінің кернеулігі; l - Поккельс түрлендіргішінің эффективті диаметрі.
Талшықты - ... ... ... ... ... - ... ... типті талшықты - оптикалық датчик
Шағылыстыратын типті талшықты - ... ... ... ... ... талшықты - оптикалық датчиктер
Құрылым
Өлшенетін физикалық шама
Қолданыла
тын физикалық құбылыс, қасиет
Детектор- ... ... ... ... және ... ... ... эффектісі
Жарық толқыны-ның фазасы
Бір модалы
>0,02º/ч
Сақиналы интерферо-метр
Электр тогының ... ... ... фазасы
Бір модалы
Поляризацияны сақтай-тын талшық-тар
Интерферо-метр
Маха -Цендера
Гидроакус-тикалық қысым
Фотосер-пімділік
Жарық толқыны-ның фазасы
Бір ... ... ... ... күші, магнит өрісінің кернеулігі
Магнитост-рикция
Жарық толқыны-ның фазасы
Бір модалы
Сезгіштік ... ... ... ... ... ... ... фазасы
Бір модалы
Сезгіштік
10мкА
Интерферо-метр
Маха -Цендера
Үдеу
Механика-лық созылу мен сығылу
Жарық толқыны-ның фазасы
Бір ... - Перо ... ... мен сығылу
Жарық толқыны-ның фазасы
(полиинтер-ференция )
Бір модалы
Жоғары сезгіштік
Фабри - Перо ... ... ... ... ... ... - Перо ... сәулеленуі
Жарық фильтра-циясы
Жіберілетін жарықтың интенсивтілігі
Бір модалы
Кеңейту-дің жоғары қабілеттілігі
Майкельсон интерферо-метрі
Пульс, қан
ағынының жылдамды-ғы
Доплер эффектісі
Соғу жиілігі
Бір және көп модалы
10-4...108
м/с
Тізбектей және ... ... мен ... ... кері шағылуы
Релейдің кері шағылуының интенсивтілігі
Көп модалы
Кеңейту қабілеті

Саньяк эффектісі
Оптикалық гироскоптың жұмыс істеу ... ... ... ... 4 ... ... дөңгелек оптикалық жол арқылы ыдырату сулесінің әсерінен жарық қарама-қарсы бағытта таралады.Егер жүйе ... ... ... тыныштықта тұрса, жарық сәулесі бірдей ұзындықтағы оптикалық жолмен қарама - қарасы бағытта таралады. Сондықтан ыдыратушыда сәулелерді қосқанда, ... ... ... ... бұрылу болмайды. Алайда оптикалық жүйе инерциялық кеңістікте жылдамдықпен айналса, жарық толқындарының арасында фазалар ... ... ... Саньяк эффектісі деп атайды.
4 Сурет Саньяк эффектісінің ... болу ... ... ... ... ... жиілік тербелісінің өзгеруіне негізделген.Ол қабылдағышта қабылданып жиілік қозғалысының жылдамдығына тәуелді болады.Жиіліктің өзгерісі Доплер ығысуы деп аталады.Доплер эффектісі кез ... ... үшін ... Мысалы, акустикалық, электромагниттік және т.с.с. Электромагниттік толқын үшін Доплер эффектісі арқылы тербеліс көзінің жиілігін анықтауға болады. Доплер эффектісі көмегімен ... ... ... болады. Солардың ішінде аспан денелерінің айналуын, жердегі әртүрлі объектердің ... ... ... және ... ... ...
Магнитострикция
Магнитострикция (лат. - сығылу) - ... ... ... формасы мен өлшемін өзгерту.Бұл құбылыс күшті магниттелетін ферромагнетиктерге және аз магниттелетін парамагнетиктер мен диамагнетиктерге тән. Магнитострикция магнитті ... ... ... енгізген уақыттта оның сызықты өлшемдерінің өзгеру қасиеті және магнит денелерінің өзара әрекеттесуі. Яғни магнитострикцияны зерттеу ... ... ... ... негізделген.Магнитті материалдарды қолданғанда ерекше қасиеттердің бірі магнитострикция қасиеті. Ферромагнитті материалдарға сырттан магнит өрісі туғызғанда сызықты өлшемдерінің ... ... ... ... материалдардың сызықтық өлшемдерінің өзгерісін оларды сыртқы күштердің әсерінен болатын механикалық ... ... ... деформация кезінде атомдардың арақашықтығы өзгереді, қорытындысында атомдардың ... ... ... ... Бұл ... ... энергиясының өзгерісіне әкеліп соғады.Сондықтан магнитті материалдардың мгниттелу бағытын өзгертетін болсақ, онда сол оның ... ... ... ...
Егер алмасу энергиясы изотропты болса, кристалдың магниттелуі кристолографиялық осіне ... ... онда ... ... ... да изотропты болады. Бұл магнитострикцияны алмасу немесе паропроцестің магнитострикциясы деп атайды. ... ... ... ... ... ... үлкен мәнге ие болмайды.
6.Қорытынды
Қорыта ... ... - ... ... ... ... ... талшықтар, жарық шығаратын және жарықты қабылдайтын құрылғылар, ... ... ... ... Сонымен қатар арнайы жолақтар осы элементтерді жалғау үшін, өлшеу жүйесінін датчикпен біріктіру үшін қажет.
Талшықты - ... ... ... ... өнеркәсіпе кеңінен қолданылады.
7.Қолданылған әдебиет тізімі
1) Г.Виглеб, Датчики,Москва 1989
2) Т.Окоси, Волоконно-оптические датчики
Мазмұны
* Кіріспе........................................................................................................1
* Талшықты-оптикалық датчиктердің пайда болу тарихы 2
* ... ... ... ... Талшықты-оптикалық датчиктің классификациясы және оларды қолдану аймағы..........................................................................................6
* .Қорытынды..............................................................................................17
Қолданылған әдебиет тізімі....................................................................

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 8 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 600 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Медико-биологиялық ақпаратты алу, тіркеу және жеткізудің құрылымдық сызба кестесі10 бет
Минералды су өндiрiсi кәсiпорынының метрологиялық қызметi26 бет
Java туралы жалпы түсiнiк11 бет
Автоматтандырылған өрт хабарландырғыштар59 бет
Автоматты басқару жүйесі19 бет
Автоматты реттеу жүйесінің динамикасын талдау6 бет
Ақтөбе қаласы май зауытындағы май тазарту процесінің автоматтандырылуын жобалау25 бет
Жасанды интеллект даму тенденциялары3 бет
Мехатрондық жүйенің көмегімен құрылыстар мен ғимараттарды зиянды тербелістің әсерінен қорғауды жобалау48 бет
Пісіру роботтары60 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь