Таким образом, мы полностью избавляемся от промежуточных элементов в существующих датчиках, которые существенно влияют на чувствительность всей измерительной системы.

Практические работы подтверждают простоту конструктивного исполнения способа, см. рис. № 6.

Рис. № 6. Экспериментальные работы, подтверждающие способ.

Берётся медный стержень от паяльника. Зачищается. Нагревается на огне до красного каления. Таким образом на поверхности стержня сформируется формирует тонкая плёнка из полупроводника – оксида меди.

Сверху и снизу такого стержня прищепками крепятся к слою полупроводника два провода от милливольтметра.

Крутящий момент такого стержня фиксирует изменение напряжения от 100 мкВ до 1 мВ.

Результаты и наблюдения

В демонстрационном опытe сила кручения прикладывалась вручную (с контролируемым углом деформации до 10–15):

– Начальное напряжение на милливольтметре 0 мВ (фон ~±20 мкВ);

– При повороте появляется устойчивое напряжение в среднем 300–600 мкВ;

– Максимальный зафиксированный сигнал 1 мВ (при значительном изгибе остова).

Напряжение исчезает при восстановлении формы, что подтверждает обратимость эффекта.

Возможные приложения

– Простейший сенсор крутящего момента для учебных демонстраций;

– Эксперимент по практическому применению полупроводников и термо-ЭДС;

– Технологическая диагностика деформации токопроводящих компонентов;

– Простая модель датчика усилия или нагрузки (прототип);

– Основа для разработки гибких/мембранных сенсоров давления в составе микросистем.

Преимущества

– Абсолютно доступные материалы;

– Отсутствие электроники;

– Электроактивная часть создаётся за 1–2 минуты;

– Не требует пайки или доп. обработки;

– Эффект наблюдается многократно и обратим;

– Работает в диапазоне чувствительности стандартного милливольтметра.

Вывод

Эксперимент демонстрирует возможность регистрации механического воздействия (кручения) через изменение напряжения в системе "медь – оксид меди". Это простой, наглядный принцип преобразования механической работы в электрический сигнал, реализуемый полностью из подручных материалов.

Результат может стать как отправной точкой в разработке элементарных механочувствительных сенсоров, так и демонстрационным экспериментом для учебных лабораторий по материаловедению, электромеханике или физике полупроводников.

Примечание

Более подробная информация о способе, а также сведения о экспериментальных работах, этапах опытно-конструкторских разработок и вариантах практического применения представлены в авторском исследовательском проекте: **Вихри Хаоса – Инновационный шторм идей и экспериментов в науке и технике**.

Официальный ресурс: [https://vihrihaosa.ru]

Ежегодно мировая экономика теряет миллиарды долларов из-за повреждений линий электропередач. По статистики, каждая вторая авария на энергосетях происходит по вине повреждений изоляции в том числе в соединительных и концевых кабельных муфтах. В большинстве случаев виной тому физическое старение оболочек или производственный брак. Но существует и более коварная причина – частичный разряд.

Частичный разряд диагностируется в настоящее время ниже поименованными методами, но проявляются на физическом плане в любом случае и при любых условиях как механические колебания, вызванные электрическими разрядами.

Сегодня известны следующие методы обнаружения частичных разрядов как:

– электрический;

– электромагнитный, или дистанционный, СВЧ-метод;

– акустический;

– химический;

– оптический, или оптоэлектронный;

– термический.

Как было сказано выше – частичный разряд проявляются на физическом плане в любом случае и при любых условиях как механические колебания, вызванные электрическими разрядами. Начальная стадия диагностики затруднена из-за чувствительности выше поименованных методов.