Trasduttori resistivi 1 / 37. I trasduttori resistivi

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1 rasduttori resistivi 1 / 37 I trasduttori resistivi

2 rasduttori resistivi / 37 rasduttori resistivi = / S La resistenza di un bipoo Effetto di un cursore Effetto dea temperatura Effetto dea deformazione rasduttori di posizione eostati e potenziometri esistenza eq. di uscita

3 rasduttori resistivi 3 / 37 rasduttori resistivi rasduttori di temperatura ermoresistori - Pt1 ermistori - PC e NC rasduttori di deformazione Estensimetri» conduttivi e semiconduttivi Ponte estensimetrico» cee di carico» trasduttori di pressione a stato soido

4 rasduttori resistivi 4 / 37 esistenza di un conduttore ciindrico = / S / S potrebbe essere modificato mediante un cursore è infuenzato daa temperatura potrebbe essere modificato daa deformazione de bipoo

5 rasduttori resistivi 5 / 37 Effetto di un cursore (per a variazione dea unghezza) S S S

6 rasduttori resistivi 6 / 37 Effetto dea temperatura nei conduttori b c ( ) a 1 a b c nea manganina: a [ C -1 ] ne rame: a [ C -1 ] 3 3 ne patino: a = 3, [ C -1 ] ; b = -5,8 1-7 [ C - ]

7 rasduttori resistivi 7 / 37 S Effetto dea deformazione 4 GF con GF S S S GF viene chiamato gage factor (gauge factor)

8 rasduttori resistivi 8 / 37 Potenziometri Attenzione: fotografie in scae diverse!!!

9 rasduttori resistivi 9 / 37 Caratteristiche dei potenziometri Linearità isouzione Sensibiità Vita esistenza di uscita isposta a gradino Banda passante

10 rasduttori resistivi 1 / 37 Potenziometri Costo (ottobre 7) : 14 euro

11 rasduttori resistivi 11 / 37 Potenziometri

12 rasduttori resistivi 1 / 37 isouzione de potenziometro A fio avvoto su supporto Con eemento CEME Con eemento a pastiche conduttive

13 rasduttori resistivi 13 / 37 Caratteristiche dei potenziometri Linearità isouzione Sensibiità Vita esistenza di uscita isposta a gradino Banda passante

14 rasduttori resistivi 14 / 37 esistenza di uscita de potenziometro

15 rasduttori resistivi 15 / 37 isposta a gradino de potenziometro

16 rasduttori resistivi 16 / 37 ermoresistori e ermistori

17 rasduttori resistivi 17 / 37 esistività de patino a = 3, C -1 ; b = -5,8 1-7 C - ; c = C -3 1 ) ( 1 b a C 3 1 ) ( c b a

18 rasduttori resistivi 18 / 37 esistenza de patino 1 ) ( b a 1 ) ( b a S S b a

19 rasduttori resistivi 19 / 37 ermoresistori in Patino: Pt1 ( ) C ( ) 1,391 5,8 1 5 Attenzione: fotografie in scae diverse!!!

20 rasduttori resistivi / 37 Caratteristiche dei Pt1 Campo di funzionamento con capsua ceramica C a strato C empo di risposta in aria 1m/s: Costo con capsua ceramica 5 15 s a strato 1 s con capsua ceramica 4 euro a strato 8 1 euro di precisione ( ±,6 C ) 13 euro

21 rasduttori resistivi 1 / 37 Autoriscadamento de Pt1 Con capsua ceramica:,,7 C / mw A strato :,5 C / mw esempio di cacoo de sovrariscadamento ne caso di capsua ceramica i 1 ma v 1 mv P,1 mw,,7 C i 1 ma v 1 V P 1 mw 7 C

22 rasduttori resistivi / 37 Linearizzazione de Pt1 con eemento serie ne Pt : ( ) 1 1 3, ,8 1 7 ne Ni : ( ) 1 5,49 1 3,46 1 6

23 rasduttori resistivi 3 / 37 Linearizzazione de Pt1 () serie nea Ni ne Pt ne Ni Pt Pt Ni Pt Pt Pt Ni Ni Pt ,4 1 1 ) ( : 8, 9, 1 1,87,87 1,46 1 5,8 1,46 1 5,49 1 ) ( : 1 5,8 1 3,91 1 ) ( :

24 rasduttori resistivi 4 / 37 esistività dei semiconduttori = / S è infuenzato daa temperatura e 1 n μ e = carica de portatore n = densità spaziae dei portatori = mobiità dei portatori ( = v / E )

25 rasduttori resistivi 5 / 37 Effetto dea temperatura su e 1 n μ 1 > 1 n aumenta diminuisce

26 rasduttori resistivi 6 / 37 ermistori PC ed NC PC : NC : e Costo indicativo : euro

27 rasduttori resistivi 7 / 37 Aimentazione di PC e NC Compatibie con NC NON adatta a PC Compatibie con PC NON adatta a NC

28 rasduttori resistivi 8 / 37 Caratteristiche di PC ed NC Linearità isouzione Sensibiità Vita

29 rasduttori resistivi 9 / 37 Estensimetri

30 rasduttori resistivi 3 / 37 Estensimetri S GF con GF 4 La temperatura è grandezza di infuenza? Sì, perché (resistenza in assenza di deformazione) vae b 1a S Sì, perché anche i gage factor GF dipende daa temperatura

31 rasduttori resistivi 31 / 37 Compensazione dea temperatura GF con GF Manganina (84% di rame, 1% di manganese, 4% di nicke): coefficiente di temperatura dea resistività (ne'intorno di C): / C varia di poche ( 1 1 ) ppm / C 4 Anche i misurando assume vaori modesti: negi acciai o stato di pasticità (deformazione permanente) si raggiunge con deformazioni di 15 5 ppm

32 rasduttori resistivi 3 / 37 Compensazione dea temperatura GF con GF supponiamo di dover trasdurre una deformazione di 5 ppm ( 5 microstrain) con un estensimetro che ha GF = supponiamo poi che a temperatura subisca una variazione di C e che i CO de materiae sia di 5 ppm/ C ,1 1 3!

33 rasduttori resistivi 33 / 37 Ponte estensimetrico ( ponte di Wheatstone ) GF A A V V A A V V A ponendo V V AB AB AB

34 rasduttori resistivi 34 / 37 Ponte estensimetrico competo GF V V aora se V V AB AB

35 rasduttori resistivi 35 / 37 Cee di carico Circuito a ponte estensimetrico ( basato su ponte di Wheatstone ) portate: da,5 kg a kg aimentazione: max 1 V uscita a carico nom.: 1 mv / V resistenza di uscita: 5 incertezza: da ±,3% f.s. prezzo: (quee in foto) 4 euro

36 rasduttori resistivi 36 / 37 rasduttore di pressione con estensimetri semiconduttivi I GF degi estensimetri a semiconduttore è moto più eevato di queo degi estensimetri metaici sono tipici vaori di GF =