Что такое механотрон и как он работает
Механотрон — это электровакуумный прибор, название которого образовано от двух слов: «механо» (указывает на механическое действие) и «трон» (обозначает класс электронных приборов). Его ключевая функция — преобразование механических перемещений в электрические сигналы за счёт изменения положения электродов внутри баллона. Это позволяет управлять силой электронного или ионного тока.
Преимущества и технические характеристики
Датчики на основе механотронов обладают рядом важных преимуществ. Они отличаются высокой чувствительностью: для диодных моделей порог чувствительности по току достигает 7 А/см, а для триодных — до 5 кВ/см по напряжению. Кроме того, эти приборы демонстрируют отличную стабильность и надёжность показаний. Их схемы включения и общая конструкция относительно просты, что облегчает применение. Немаловажными достоинствами являются также малые габариты и небольшой вес.
Устройство механотрона
Конструкция типичного механотрона включает в себя несколько ключевых элементов: подвижный анод, неподвижный катод, вакуумный баллон и гибкий элемент (мембрану или сильфон), который механически связан с анодом. Также в устройстве присутствуют управляющий стержень, впаянный в мембрану, плоская пружина и инерционная масса, закреплённая на подвижном электроде. Именно движение анода относительно катода изменяет электрическое поле между ними, что и приводит к модуляции анодного тока.
Классификация и области применения
В зависимости от измеряемой величины, механотроны делятся на несколько основных видов:
- Для измерения перемещений и усилий: применяются в системах, где необходимо точно фиксировать линейные или силовые воздействия.
- Для измерения ускорений и вибраций: используются в задачах контроля механических колебаний и динамических нагрузок.
- Для измерения давлений: служат для преобразования механического давления в электрический сигнал.
Главная функция всех механотронов — преобразование механических величин в электрические. Их отличительная черта — наличие одного или нескольких подвижных электродов.
Особенности диодных механотронов
Наибольшее распространение на практике получили диодные механотроны сдвоенной конструкции. В них используются два подвижных анода и один общий неподвижный катод. Такая схема оптимально подходит для включения в мостовые измерительные цепи, что повышает точность и стабильность измерений.