Техника - молодёжи 1975-11, страница 6

Попросту говоря, несколько капель плавиковой кислоты «выедают» в кристалле так называемое корытце, боковые грани которого образуют усеченную четырехгранную пирамиду (см. рис.). Травление продолжается до тех пор, пока не получится мембрана нужной толщины. Затем мембрану «опыляют» разогретыми до 1200° С парами бора, атомы которого при этом внедряются в кристаллическую решетку кремния. Так в самой структуре кристалла образуются полоски полупроводниковых сопротивлений — тензорёзисто-ров. Их длина не больше 0,1 мм. Эти крохотные полупроводники соединяются волосками алюминия в мостовую схему. К схеме по таким же проводникам микронной толщины подводится питание от четырехвольтного источника тока.

Под действием давления мембрана прогибается. Это вызывает растяжение или сжатие тензорезисторов, нарушается равновесие моста. Естественно, чем больше давление, тем выше сигнал, снимаемый с поверхности мембраны.

Такой миниатюрный датчик необычайно восприимчив даже к незначительным измерениям давления. Его чувствительность на несколько порядков выше, чем у манометров первого и второго поколений. Микроманометр способен улавливать сотые и даже тысячные доли атмосферы. В этом его главное достоинство. Но далеко не единственное: интегральный датчик может работать в любых сложных метеоусловиях, он надежен, почти невесом и при массовом производстве сравнительно дешев. Кроме того, комариный рост позволяет ставить в месте измерения не один датчик, а несколько: 5—10 штук. Это гарантирует еще большую надежность и еще большую точность измерения.

В кремниевую мембрану этого манометра можно ьстроить интегральные терморезисторы для измерения температуры в той же точке. При необходимости на этой же мембране можно изготовить и миниатюрный усилитель выходного сигнала.

Видимо, особенно заинтересует интегральный датчик специалистов по аэроавтоупругости, которые ведут борьбу с колебаниями и вибрацией самолета и его частей. Множество таких микроприборов, установленных в определенных сечениях крыла, позволит создать автоматизированную систему местного управления самолетом. Каждый датчик будет фиксировать давление в «своей» зоне крыле, и, как только он обнаружит срыв потока, который может привести к вибрации, тут же. автоматически из крыла выдвинется тонкая пластинка — интерцептор. Опасность будет предотвращена.

I «Момент» на страже надежности

Надежность — это основное требование, которое предъявляется ко всем деталям самолета. Особенно тщательно и придирчиво собираются и проверяются двигатели летающих машин.

Для надежной работы мотора крайне необходимо, чтобы ротор турбины был правильно сбалансирован. Балансировка ротора зависит от того, насколько точно подобраны для него лопатки. Собирают их таким образом, чтобы диаметрально противоположные статические моменты были равны. Но у турбинной лопатки довольно сложный профиль, и поэтому практически невозможно определить положение ее центра тяжести.

Из-за этого долгое время лопатки подбирали по весу. Но ведь, будучи равными по весу, они могут иметь неодинаковые моменты, так как их центры тяжести часто находятся на различных расстояниях от оси ротора.

Если учесть, что на ротор насаживается не одна сотня лопаток, то

1 — корпус весов; 2 — стопорный винт; 3 - кронштейн (с лимбом для регулирования длины плеча); 4 — регулятор длины плеча; 5 — замок; 6 — контролируемая лопатка; 7 — комплект: отвертка 1 шт., сменный замок 2 шт., эталонные лопатки

2 шт.; 8 — блок питания; 9 контролирующгг устройство.

©©©©©© ©

©©

даже незначительное различие статических моментов каждой пары может привести к тому, что результирующий момент будет достаточно велик, чтобы вызвать вибрацию турбины. Вибрация же ведет к увеличению нагрузки на подшипники, к уменьшению КПД машины, а иногда и к аварии.

Это заставило авиаторов лет 10 назад отказаться от легкого способа подбора лопаток по весу и перейти к утомительному и кропотливому их распределению по моменту.

Как же это делается? С помощью простых рычажных весов, одно коромысло которых приспособлено для захвата лопаток. Моменты их определяются умножением длины второго плеча весов на массу уравновешивающего груза. Такое определение момента даже у сборщика высокой квалификации обычно занимает несколько минут Для партии в несколько сот лопоток эти минуты выливаются в десятки часов.

Электронные весы «Момент», разработанные группой молодых специалистов во главе с инженерами Александром Иванченко и Вячеславом Суетиным, позволяют сократить время определения статического момента лопатки в 4 раза. А главное — весы «Момент» гарантируют высокую точность измерения, а значит, надежность двигателя.

Принцип действия электронных весов очень прост. Лопатка вставляется в замок кронштейна, который способен вращаться вокруг неподвижной оси. На другом конце кронштейна находится демпфер — противовес, представляющий собой поршень, который вставлен в цилиндр, заполненный воздухом.

Под действием силы тяжести лопатки кронштейн перемещается вниз до тех пор, пока момент ее не уравновесится противодействующей силой демпфера. Эта величина перемещения подается на потенциометр и преобразуется в электрический сигнал. Шкала миллиамперметра отградуирована таким образом, что по ней — без всякого пересчета — можно определить истинную величину статического момента лопатки.

Питание электрической схемы весов может осуществляться как от сети переменного тока 220 В, так и от автономного источника постоянного тока напряжением 9 В (2 батарейки «Крона ВЦ»),

Если раньше с помощью рычажных весов партию из 1000 лопаток могли «взвесить» за смену четверо рабочих, то теперь эту работу за то же время выполняет один сборщик.

Новые электронные весы можно использовать и для измерения момента лопаток у самых разных машин: турбокомпрессоров, вентиляторов, турбин электростанций и т. п.

6