Измерительный преобразователь механического усилия в электрический сигнал; его действие основано на использовании пьезоэлектрического эффекта (см. Пьезоэлектричество). Один из вариантов конструкции П. д. давления показан на рис. Под действием измеряемого давления на внешней и внутренней сторонах пары пластин пьезоэлектрика возникают электрические заряды, причём суммарная эдс (между выводом и корпусом) изменяется пропорционально давлению. П. д. целесообразно применять при измерении быстроменяющегося давления; если давление меняется медленно, то возрастает погрешность преобразования из-за "стекания" электрического заряда с пластин на корпус. Включением дополнительного конденсатора параллельно П. д. можно уменьшить погрешность измерения, однако при этом уменьшается напряжение на выводах датчика. Основные достоинства П. д. - их высокие динамические характеристики и способность воспринимать колебания давления с частотой от десятков гц до десятков Мгц. Применяются при тензометрических измерениях, в весовых и сортировочных (по весу) устройствах, при измерениях вибраций и деформаций и т.д.

Схема устройства пьезоэлектрического датчика давления: p - измеряемое давление; 1 - пьезопластины; 2 - гайка из диэлектрика; 3 - электрический вывод; 4 - корпус (служащий вторым выводом); 5 - изолятор; 6 - металлический электрод.

первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы.

В состав Д. входят воспринимающий (чувствительный) орган и один или несколько промежуточных преобразователей (рис.). Часто Д. состоит только из одного воспринимающего органа (например, Термопара, термометр сопротивления, Тензодатчик и др.). Выходные сигналы различаются по роду энергии - электрические, механические, пневматические (реже гидравлические), и по характеру модуляции потока энергии - амплитудные, время-импульсные, частотные, фазовые, дискретные (кодовые). Наиболее распространены Д., действие которых основано на изменении электрического сопротивления, ёмкости, индуктивности или взаимной индуктивности электрической цепи (Реостатный датчик, Ёмкостный датчик, Индуктивный датчик и др.), а также на возникновении эдс при воздействии контролируемых механических, акустических, тепловых, электрических, магнитных, оптических или радиационных величин (тензодатчик, Перемещения датчик, Пьезоэлектрический датчик, Давления датчик, Фотоэлемент). Д. характеризуются: законом изменения выходной величины (у) в зависимости от входного воздействия (входной величины х), пределами изменений входных (x_min - x_max) и выходных величин (y_min - y_max); чувствительностью S= Δ/Δx , порогом чувствительности (значением минимального воздействия, на которое реагирует Д.) и временными параметрами (постоянными времени). В соответствии с классификацией, принятой в Государственной системе приборов и средств автоматизации (ГСП), Д. относятся к техническим средствам сбора и первичной обработки контрольно-измерительной информации. Д. являются одними из основных элементов в устройствах дистанционных измерений, телеизмерений и телесигнализации, регулирования и управления, а также в различных приборах и устройствах для измерений в физике, биологии и медицине для контроля жизнедеятельности человека, животных или растений (см. Датчики биологические). В связи с автоматизацией производства (См. Автоматизация производства) важнейшее значение приобрели Д. для измерения и регистрации плотности и концентрации растворов, состава и свойств веществ, динамической вязкости и текучести различных сред, влажности, прозрачности, интенсивности окраски, толщины слоя, температуры, упругости, концентрации зарядоносителей и др. параметров, характеризующих технологические процессы. Для этого часто используют Д., основанные на ультразвуковых, радиоволновых, оптических, радиационных и др. методах измерения. Для имитации реальных условий при испытании систем автоматического регулирования и в вычислительной технике для решения задач статистическими методами применяются Случайных чисел датчики.

Специфические требования предъявляются к выходным сигналам и характеристикам Д. при их использовании в системах централизованного контроля (см. Централизованного контроля и управления машина (См. Централизованного контроля и управления система)). Поочерёдное подключение множества Д. к одному измерительному устройству требует максимальной унификации выходных параметров Д. В некоторых случаях термином "Д." пользуются для обозначения всей передающей части телемеханического или автоматического устройства.

Лит.: Агейкин Д. И., Костина Е. Н., Кузнецова Н. Н., Датчики контроля и регулирования, 2 изд., М., 1965; Туричин А. М., Электрические измерения неэлектрических величин, 4 изд. , М. - Л., 1966: Электрические измерительные преобразователи, под ред. Р. Р. Харченко, М. - Л., 1967: Долгов В. А., Кедин А. В., Электронные датчики для автоматических систем контроля, М., 1968.

М. М. Гельман.

Рис. Структурные схемы датчиков (слева - блок-схема, справа - примеры выполнения): а - простейший вид датчика (термопара); б - каскадное соединение преобразователей; в - дифференциальный датчик; г - компенсационный датчик; 1 - воспринимающий орган датчика (чувствительный элемент); 1а - термопара; 1б и 1г - мембраны; 1в - соленоидный индуктивный датчик; 2 - выходной орган датчика; 2б - индуктивный датчик; 3 - измеритель рассогласования (вычитающий элемент); 3г - индуктивный датчик; 4 - усилитель; 5 - генератор компенсирующей величины; 5г - магнитоэлектрическая система; 6 - промежуточный орган датчика; R - электрическое сопротивление; L - индуктивность; е - электродвижущая сила; I - электрический ток; p - давление.

прибор для измерения ускорения (перегрузок), возникающего на космических летательных аппаратах, ракетах, самолётах и др. движущихся объектах, при испытаниях машин, двигателей и т. д. Различают А.: в зависимости от вида движения - линейный и угловой; по принципу действия - механический, электромеханический и др.; по назначению - измеряющий ускорение как функцию времени или пути и максимальный, измеряющий момент достижения объектом заданного значения ускорения или максимальное значение ускорения в быстропротекающем процессе, например при ударе. А. с записывающим устройством называется акселерографом.

Ускорение воспринимается: в линейном (с одной степенью свободы) механическом А. (рис.) - маятниковым устройством, в котором под действием ускорения возникает отклонение маятника от положения равновесия (размер отклонения показывает стрелка на шкале, отградуированной в единицах ускорения); в электромеханическом А. - Тензодатчиком, изменяющим свой электрический параметр (сопротивление, индуктивность или ёмкость) в зависимости от механической деформации, пропорциональной ускорению; в максимальном А. - или маятниковым устройством, разрывающим контакт в электрической цепи при достижении объектом исследования заданного значения ускорения, или пьезоэлектрическим датчиком (См. Пьезоэлектрический датчик), вырабатывающим электрическое напряжение при механическом сжатии под действием сил инерции. В электромеханических и максимальных А. ускорения регистрируются на экране осциллографа, на который после усиления поступают электрические сигналы с воспринимающих ускорение устройств.

При небольших (до 10 гц) частотах колебаний деталей машин или движущихся объектов для измерений больших ускорений применяют механические А.; при повышенных частотах - электромеханические А.; при вибрационных измерениях ускорений в диапазоне частот 10 гц - 20 кгц - максимальные А. Максимальные А. позволяют измерять ускорения от 1 см/сек² до 30 км/сек² (0,001 до 3000 g, где g - ускорение свободного падения).

В гравиметрии (См. Гравиметрия) при определениях ускорений силы тяжести на море и в воздухе используют трёхкомпонентные А., с помощью которых регистрируют и учитывают ускорения, обусловленные качкой корабля или самолёта в месте установки Гравиметра или маятникового прибора. Применяемые в гравиметрии А. рассчитаны на диапазон измерения ускорений в несколько сот см/сек² и имеют точность порядка 1 см/сек²

Лит.: Фридлендер Г. О. и Селезнев В. П., Пилотажные манометрические приборы, компасы и автоштурманы, М., 1953; Иориш Ю. И., Измерение вибрации. Общая теория, методы и приборы. М., 1956.

Общий вид и схема авиационного механического акселерометра: 1 - грузик маятника, отклоняющийся под действием ускорения; 2 - пружина; 3 - ось; 4 - зубчатый сектор; 5 - зубчатое колесо; 6 - стрелка; 7 - стрелка, фиксирующая максимальное значение ускорения.