【正文】 ? 一、 電阻式角位移傳感器 ? 1. 線繞電位器式角位移傳感器原理結(jié)構(gòu) ? 電位器式角位移傳感器的工作原理如圖 32所示，結(jié)構(gòu)如圖 33所示。 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? (3) 動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法 : 用于確定傳感器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。 ? 1. ? 標(biāo)定是指利用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生已知非電量（標(biāo)準(zhǔn)量），或用基準(zhǔn)量來(lái)確定傳感器輸出電量與非電輸入量之間關(guān)系的過(guò)程。 ? (7) ? (8) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 五、 ? 傳感器性能分為靜態(tài)性能指標(biāo)，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。傳感器的優(yōu)劣，一般通過(guò)主要性能指標(biāo)來(lái)表示。多功能集成傳感器是傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向，即在一個(gè)芯片上集成多種功能敏感元件或同一功能的多個(gè)敏感元件，如復(fù)合壓阻傳感器，一個(gè)芯片可同時(shí)檢測(cè)壓力和溫度。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 三、 ? 隨著科學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了傳感器技術(shù)的發(fā)展，使傳感器性能、功能和可靠性得到提高。 ? ② 物性型。 ? (2) 按傳感器工作原理分類。為機(jī)電產(chǎn)品性能安全、可靠 上一頁(yè) 下一頁(yè) 二、 ? 1. 傳感器的組成 ? 人們通常把能夠按照一定規(guī)律將被測(cè)物理量變換為與之相對(duì)應(yīng)的另一種物理量的裝置叫做傳感器，也叫變換器，又稱為探測(cè)器。在現(xiàn)代機(jī)器人設(shè)計(jì)中大量使用多種傳感器檢測(cè)多種物理信號(hào)，其中包括力、扭矩、力矩、壓力、位移、轉(zhuǎn)速和射線等多種傳感器。結(jié)合機(jī)電系統(tǒng)中的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，本章介紹各種信號(hào)檢測(cè)傳感器原理、性能、特點(diǎn)及應(yīng)用選用原則。 ? 所以，傳感器技術(shù)也是現(xiàn)代技術(shù)中的三大技術(shù)（傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)）之一。它已廣泛地應(yīng)用到人類生活中的各個(gè)領(lǐng)域。上到宇宙探測(cè)，下到海洋開發(fā)，大到現(xiàn)代化生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制中，小到人們的日常生活中所用的家電產(chǎn)品，幾乎每一項(xiàng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都離不開傳感器。傳感器技術(shù)的發(fā)展，大大地推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 一、 ? 1. ? 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)溫度、壓力、流量、位移、液位和氣體成分 ? 2. ? 利用傳感器可對(duì)高溫、放射性污染以及粉塵彌漫等惡劣工作條件下的過(guò)程參量進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量與控制，并可實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 4. ? 傳感器可用于交通工具、道路和橋梁的監(jiān)測(cè)管理，以保證提高運(yùn)輸?shù)男剩乐故鹿实陌l(fā)生。作用是將各種非電量轉(zhuǎn)換成其他量，由接口電路轉(zhuǎn)換輸出電壓量。這種方法表明了傳感器工作原理，有利于傳感器設(shè)計(jì)和應(yīng)用，如應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器、壓電式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式、熱電式、半導(dǎo)體式傳感 ? (3) ? ① 能量轉(zhuǎn)換型又稱發(fā)電型，不需外加電源而將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電能輸 ? ② 能量控制型又稱參量型，需外加電源才能輸出測(cè)試電壓量。利用某些物質(zhì)的某種性質(zhì)隨被測(cè)參數(shù)變化的原理構(gòu)成。傳感器技術(shù)的發(fā)展是：開展基礎(chǔ)研究，采用新原理，開發(fā)新材料，采用新工藝，與現(xiàn)代 ? 1. ? 利用物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)和生物效應(yīng)等各種傳感器的基本原理，啟發(fā)人們進(jìn)一步去發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應(yīng)，結(jié)合新開發(fā)的材料和新工藝，并以此研制出具有新原理、新型物理型傳感器 ,這是發(fā)展高性能、多功能傳感器的重要途徑。 ? 4. ? 智能化的傳感器是一種帶微型計(jì)算機(jī)兼有檢測(cè)、放大、信息處理、人機(jī)交互、自診斷和保護(hù)等功能的傳感器。 ? 1. ? (1) ? (2) ? (3) ? (4) ? (5) ? (6) ? (7) ? (8) ? (9) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? ? 在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可檢測(cè)的物理量各種各樣，可采用的傳感器品種很多，為了滿足工程實(shí)際設(shè)計(jì)使用要求，對(duì)傳感器的選擇就顯得更加重要。常采用的評(píng)價(jià)方法是靜態(tài)標(biāo)定方法，動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法。 ? (1) 標(biāo)定系統(tǒng)的組成。通過(guò)確定其線性工作范圍（用同一頻率不同幅值的正弦信號(hào)輸入傳感器，測(cè)量其輸出），頻率響應(yīng)函數(shù)，幅頻特性和相頻特性。傳感器的轉(zhuǎn)軸與待測(cè)角度的轉(zhuǎn)軸相連，當(dāng)待測(cè)物體的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度時(shí)，電刷在電位器上轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的角位移，于是在輸出端產(chǎn)生一個(gè)跟角度成正比的輸出電壓 U。 ～ 177。 3% 工作壽命 104 ? 電位器全電阻 102～ 104 Ω ? 這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、動(dòng)態(tài)范圍寬、輸出信號(hào)大、抗干擾強(qiáng)和準(zhǔn)確度較高等特點(diǎn)，已廣泛用于檢測(cè)各種回轉(zhuǎn)角度和角位移量。集電極是一條平行電阻帶的導(dǎo)電層。 ? 光電電位器式角位移傳感器沒有金屬絲電刷造成的摩擦力矩，它有分辨率高、壽命長(zhǎng)、掃描速度快等優(yōu)點(diǎn)。 %～ 177。旋轉(zhuǎn)變壓器的激磁繞組和輸出繞組分別裝在定子和轉(zhuǎn)子上，故輸出電壓隨轉(zhuǎn)子位置而定，如圖 36所示為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理。 線性度 177。后者的結(jié)構(gòu)原理如圖 39所示，當(dāng)電刷隨待測(cè)物體往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，電刷在電阻絲上亦往返滑動(dòng)，從而使輸出端輸出與位移量成正比的電壓 Uo。 1％ ? 分辨率 mm 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 38 滑線 位移傳感器結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 39 線繞位移式傳感 器結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 2. ? 電阻應(yīng)變計(jì)式線位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖 310所示。即可檢測(cè)物體的位移量。 ％～ 177。當(dāng)磁芯受待測(cè)物體位移產(chǎn)生的力作用時(shí)，由于磁芯在導(dǎo)向管中移動(dòng)切割磁力線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)使電橋失去平衡，其電橋式檢測(cè)電路輸出與待測(cè)物體位移成正比的電壓信號(hào)。兩個(gè)次級(jí)線圈（ L2,L3）接成差動(dòng)式，如圖 313所示。 ? ? 測(cè)量范圍 1 mm～ 500 mm～ 1 000 mm ? 線性度 177。電容式線位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)性能好、靈敏度和分辨率高等特點(diǎn)。 ％～ 177。 %～ 177。另一部分光反射到反射鏡 M1上，再被 M1反射后也入射到 B上。這種傳感器動(dòng)態(tài)范圍寬、精度高、可用于非接觸檢測(cè)。 %. 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 316 邁克爾遜干 涉儀的工作原理圖 上一頁(yè) 返回 第四節(jié) 壓力檢測(cè)傳感器 ? 壓力參數(shù)檢測(cè)是工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國(guó)防科技、生物醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域經(jīng)常需要測(cè)量的重要參數(shù)，也是日常生活中經(jīng)常遇到的最基本、最重要的檢測(cè)參數(shù)。高炮膛壓測(cè)量從 400～ 1 000 MPa等，可用壓電式、壓阻式高壓傳感器測(cè)量。 ? 2. ? 根據(jù)材料受力壓縮變形原理，將壓力轉(zhuǎn)換成壓縮量，如銅柱、銅球測(cè) ? 3. ? 通過(guò)液體產(chǎn)生或傳遞壓力使其與被測(cè)壓力相平衡，從而得到測(cè)量壓力，例如：活塞壓力計(jì)和液柱式壓力計(jì)。 ? 圖 317是應(yīng)變式壓力傳感器的原理示意圖。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 317 應(yīng)變式壓力傳感器示意圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 2. ? 電阻應(yīng)變式壓力傳感器類型很多，本節(jié)只介紹測(cè)量中常用的一種 UYY〖 CD ２ 〗 1型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)、性能、特點(diǎn)，供使用選擇時(shí)參考。 ％～ 177。 1％ 0～ 25 fn30 1 000 氣冷式 BPR3 δ ＜ 177。 ％ ～ 100 fn60 2021 油冷式 PT123 δ ＜ 177。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，壓阻式壓力傳感器可以用來(lái)測(cè)量絕壓、壓差、壓力、加速度等。 ? (3) 按壓力傳感器測(cè)試介質(zhì)分類。 ? 壓阻式壓力傳感器使用溫度條件分為低溫式、常溫式、高溫式三種形式。 ? (3) 靈敏度高。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 表 32 壓阻式壓力傳感器 上一頁(yè) 下一頁(yè) 型號(hào) 性能指標(biāo) XTX系列 CQX系列 CYG系列 工作方式 表壓 絕壓 表壓 絕壓 表壓 差壓 量程范圍 /MPa ～ 20 ～ 20 0～ 100 輸出靈敏度 /mV 50～ 200 50～ 150 30～ 100 綜合精度 /% 177。 177。具有壓電效應(yīng)的材料很多，如石英、壓電陶瓷、酒石酸鉀鈉、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等材料。具體選擇的方法是： ? (1) 壓力測(cè)量范圍。以滿足測(cè)量壓力信號(hào)不失真、不衰減為準(zhǔn)則。 ? (4) 壓力傳感器測(cè)量溫度。 上一頁(yè) 返回 第五節(jié) ? 溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量或電參量變化的傳感器。熱電 ? (1) 接觸電勢(shì)。 ? 由此可以得出結(jié)論：如果使熱電偶的冷端溫度保持不變，將另一端與被測(cè)物體接觸，便可以通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)來(lái)確定溫度的數(shù)值，即為熱電偶的工作原理。利用這一定律可以檢查熱電偶材料的均勻性。 （ 3）中間溫度定律。用公式表示為 ? 3. ? 常用熱電偶傳感器材料，標(biāo)準(zhǔn)化文件中對(duì)同一型號(hào)的熱電偶規(guī)定了統(tǒng)一的熱電偶材料及其化學(xué)成分、熱電性質(zhì)和允許誤差，同一型號(hào)的熱電偶具有互換性。特點(diǎn)是價(jià)格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 ? (5) 鎢錸熱電偶：正極為鎢錸合金（ 95％鎢和 5％錸冶煉而成），負(fù)極為鎢錸合金（ 80％鎢和 20％錸冶煉而成。 ? 這種導(dǎo)線在一定溫度范圍內(nèi)（一般為 0 ～ +100 ℃ ）與所連接的熱電偶具有相同的熱電性能，起著延長(zhǎng)熱電偶的作用。冷端補(bǔ)