Электроника?.. Нет ничего проще! - [8]
Н. — Тебе не следовало говорить мне этого! Теперь, проходя по мосту, я всегда буду думать, что детали его настила удлиняются под моим весом.
Л. — До тех пор, пока ты не заставишь их превысить предел эластичности, их удлинение остается строго пропорциональным вызывающей его силе, и опасаться совершенно нечего. Мост рассчитан на большие нагрузки. А кроме того, к счастью для нашего преобразователя, провод которого без риска обрыва может удлиниться не больше чем на долю процента, удлинение изучаемой детали очень мало.
Н. — Допускаю, но меня беспокоит другое: ты мне сказал, что изменение сопротивления не превышает 0,5 %, а такое ничтожное изменение несомненно нельзя заметить по стрелке омметра.
Л. — Разумеется, поэтому в этом случае пользуются не омметром. Измерения производят с помощью схемы, наводящей ужас на многих студентов последних курсов, ибо они не понимают простоты — моста Уитстона.
Н. — О, опять этот ужас! Я никогда не понимал этого отвратительного сооружения: четыре уравнения с четырьмя неизвестными…
Л. — Мы поступим иначе. Посмотри на схему, изображенную на рис. 13. Что это такое?
Рис. 13.Мост Уитстона состоит всего лишь из двух делителей напряжения. Напряжение между точками А и В равно нулю, когда мост сбалансирован (U>х = U>Q).
Н. — Здесь нет ничего таинственного: батарея и два делителя напряжения.
Л. — Хорошо, но можешь ли ты назвать величины напряжений U>Х и U>Q?
Н. — Хм… давай посмотрим. Кажется, я догадался, если воспользоваться схемой, представленной на рис. 5, то получим:
Л. — Незнайкин, 20 из 20![3] А теперь скажи мне, когда U>Х будет равно U>Q?
Н. — Ну разумеется, когда
Л. — Хорошо, а теперь следи за мной. Деля обе части уравнения на U>вх, я получаю:
В этой пропорции произведение крайних членов равно произведению средних членов, следовательно,
X(R>2 + Q) = Q(R>1 + X) или XR>1 + XQ = QR>2+ XQ.
Из обеих частей уравнения я вычитаю величину XQ и в результате получаю:
XR>2= QR>1
Н. — До сих пор я уследил за тобой…
Л. — Вот и хорошо, а теперь остановись, расчеты закончены. Только что полученное выражение представляет собой условие равновесия (баланса) моста Уитстона, показывающее что в нашей схеме (а она и есть мост Уитстона) U>Х = U>Q. Это подтверждается тем, что чувствительный вольтметр, включенный между точками А и В, показывает нуль.
Н. — Согласен, мост Уитстона — это очень просто. Но что он даст нам для наших тензометрических преобразователей?
Л. — Представь себе, что R>2, Q и X — постоянные резисторы, a R>1 — резистор, чувствительный к увеличению длины. Мы начнем с уравновешивания моста путем воздействия на резисторы R>2 и Q. Тогда включенный между точками А и В вольтметр покажет нуль. Если сопротивление резистора изменится хотя бы и очень немного, напряжения U>Хи U>Q перестанут быть равными и стрелка вольтметра отклонится и возможно до самого края шкалы, если прибор очень чувствительный.
Н. — Изумительный метод! И до чего практичен этот резистор R>1, чувствительный к механическому натяжению проволоки, из которой он сделан!
Л. — Это было бы слишком хорошо; резистор чувствителен к температуре по крайней мере в такой же степени, как и к воздействию силы. Но в этом случае мост Уитстона проявил себя еще лучше; в X вводится идентичный R>1, но не подвергающийся механическому напряжению резистор. Его размещают рядом с резистором R>1 (рис. 14), чтобы он находился при той же температуре, но приклеивают к детали только одним концом (чтобы он не испытывал воздействия механических усилий). Изменение температуры одинаково сказывается на R>1 и X и не нарушает равновесие моста; и только удлинение проволоки резистора R>1 может вывести мост из равновесия.
Рис. 14.Тензометрический преобразователь R>1 наклеен на исследуемую деталь и подвергается тем же, что и деталь, деформациям. Резистор X приклеен только одним концом, поэтому он не подвергается воздействию силы, но находится в тех же температурных условиях, что и R>1, это позволяет скомпенсировать вредное влияние температуры на работающий преобразователь R>1.
Н. — Чертовски хитрый метод! Но досадно, что резистор X служит лишь для компенсации.
Л. — Можно сделать еще лучше. В рассмотренном ранее примере с металлическим стержнем верх стержня растягивается, а низ сжимается. Если мы укрепим (рис. 15) тензометрические преобразователи R>1 и X один сверху, а другой снизу, то температурное воздействие, как и раньше, будет скомпенсировано (если только верх стержня не нагрет больше, чем его низ), но увеличение сопротивления R>1 (удлиняется) в сочетании с уменьшением сопротивления X (сжимается) повысит чувствительность прибора. Можно было бы еще повысить чувствительность, если вместо резисторов R>2 и Q использовать тензометрические преобразователи и подвергнуть их воздействию растяжения и сжатия, наклеив их для этой цели в соответствующих местах исследуемой детали.
Рис. 15. При исследовании изгибающейся балки можно заставить компенсирующий тензометр X более активно участвовать в измерении: его наклеивают с другой стороны балки и он подвергается сжатию, а тензометр R>1 — растяжению.
![Животные защищаются](/storage/book-covers/82/8245a9bb4dc59bec8b5c45dabbdc1d88906d129b.jpg)
Комплект из 16 открыток знакомит читателя с отдельными животными, отличающимися наиболее типичными или оригинальными способами пассивной обороны. Некоторые из них включены в Красную книгу СССР как редкие виды, находящиеся под угрозой исчезновения и поэтому нуждающиеся в строгой охране. В их числе, например, белая чайка, богомол древесный, жук-бомбардир ребристый, бабочки-медведицы, ленточницы, пестрянки. Художник А. М. Семенцов-Огиевский.
![Предвидение науки и пророчества религии (Наука и религия о предвидении будущего)](/storage/book-covers/69/694a9e30c05a3fa1e754f84ee68ff108e13dc137.jpg)
Наряду с действительным знанием в сознании людей возникало немало и ошибочных догадок, фантастических вымыслов в объяснении различных явлений. Таким искаженным отражением окружающей первобытного человека действительности явилась религия.
![Жанна д’Арк. Святая или грешница?](/storage/book-covers/ff/ff43eb21760df7a124d0f2a790dd863c916ba021.jpg)
Странный вопрос, скажет читатель; Жанну давно простили и канонизировали, о ней написана масса книг — и благочестивых, и «конспирологических», где предполагают, что она не была сожжена и жила впоследствии под другим именем. Но «феномен Жанны д’Арк» остается непостижимым. Потрясающей силы духовный порыв, увлекший ее на воинский подвиг вопреки всем обычаям ее времени, связан с тем, что, собственно, и называется мистицизмом: это внецерковное общение с незримыми силами, превышающими человеческое разумение.
![Лестница жизни](/storage/book-covers/0a/0a2aa53473a36ffebd4de3c6dcf8de882def6335.jpg)
Как возникла жизнь? Откуда взялась ДНК? Почему мы умираем? В последние десятилетия ученые смогли пролить свет на эти и другие вопросы происхождения и организации жизни. Известный английский биохимик реконструирует историю всего живого, описывая лучшие изобретения эволюции, и рассказывает, как каждое из них, начиная с самой жизни и генов и заканчивая сознанием и смертью, преображало природу нашей планеты и даже саму планету.
![Старая индейская тропа](/build/oblozhka.dc6e36b8.jpg)
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
![Юный радиолюбитель [7-изд]](/storage/book-covers/5a/5a9c9834f7ac6fe87f33187d1260e87b806ea812.jpg)
В форме популярных бесед книга знакомит юного читателя с историей и развитием радио, с элементарной электро- и радиотехникой, электроникой. Она содержит более пятидесяти описаний различных по сложности любительских радиовещательных приемников и усилителей звуковой частоты с питанием от источников постоянного и переменного тока, измерительных пробников и приборов, автоматически действующих электронных устройств, простых электро- цветомузыкальных инструментов, радиотехнических игрушек и аттракционов, аппаратуры для телеуправления моделями, для радиоспорта.
![...И мир загадочный за занавесом цифр. Цифровая связь](/storage/book-covers/b7/b7472915531c4bb485566e1eb3839a8c2f60a5c3.jpg)
Книга в занимательной форме рассказывает о проблемах цифровой связи. Открывает удивительный мир двух цифр: 0 и 1, с помощью которых можно «спрятать» в электронный «шкафчик» многотомные издания А. Дюма, разгадать тайну знаменитой Джоконды, «законсервировать» или передать на расстояние речь, музыку, изображение. Знакомит с линиями передачи цифровой информации, цифровыми многоканальными системами передачи.Для любознательных читателей, для молодежи, выбирающей профессию, и всех, кто интересуется современными телекоммуникациями, будет полезна студентам высших и средних учебных, заведений.
![Твой друг электроника](/storage/book-covers/0f/0f2bc0be72f33ebe9a4b60db6c96fdd3ec85cd92.jpg)
Радиолюбителям-изобретателям автор рассказывает, как можно порой неожиданно использовать звуковой генератор при конструировании многих приборов и приспособлений, применяемых в быту, народном хозяйстве, спорте, медицине, при изучении проблем инженерной психологии. Отдельные приборы могут быть использованы в медико-биологических группах для научно-исследовательской работы.По изложению материала книга доступна начинающим радиолюбителям, может послужить пособием для радиотехнических кружков, но конструкции, которые в ней описаны, заинтересуют и многих подготовленных радиолюбителей.
![Радио?.. Это очень просто!](/storage/book-covers/ba/baa95a2e57a0c5d34078662db159a386b2efb987.jpg)
В книге рассказывается о том, как устроен и работает современный радиоприемник. Рассказ ведется в форме непринужденных бесед между опытным и начинающим радиолюбителями. Беседы иллюстрируются занимательными рисунками.Рассчитана книга на широкий круг читателей, желающих ознакомиться с радиотехникой.