【正文】 影響可以忽略。對磁電場較強的測試現(xiàn)場，應(yīng)選擇特殊外殼材料的加速度傳感器和專用導(dǎo)線，此類研究國內(nèi)罕見。加速度傳感器永久安裝在現(xiàn)場會受到人為碰撞，應(yīng)選擇工業(yè)型長期監(jiān)測加速度傳感器，它采用外加防護罩，三角法蘭安裝，具有對地絕緣、防塵的作用。防水有兩個概念，淺層防水和深層防水，尤以深層防水為難，如三峽工程永久船閘閘門的振動監(jiān)測，水深近百米，它涉及地回路干擾、高壓滲水、導(dǎo)線防護、長期可靠性等諸多問題。外形與硬幣工業(yè)中應(yīng)用的加速度計一般多為壓電晶體傳感器，除了壓電式以外，還有電容式或電感式加速度計。電荷放大器常作為壓電傳感器的輸入電路，它由一個帶有反饋電容Cf的高增益運算放大器構(gòu)成。前置放大器的作用是：一方面把傳感器的高輸出阻抗變換為低輸出阻抗，另一方面是放大傳感器輸出的微弱信號。在動態(tài)檢測時，變化快，漏電相對小，所以壓電傳感器適宜于動態(tài)檢測。圖413 壓電材料壓電效應(yīng)可看作一個當(dāng)量的電容器，如果施加在晶片上的外力不變，積聚在極板上的電荷無內(nèi)部泄露，外電路負(fù)載無窮大。圖410所示為霍爾無刷直流測速發(fā)電機的原理圖。在電機的外部采用適當(dāng)?shù)木€路，產(chǎn)生一個校正電壓來抵消電機所產(chǎn)生的剩余電壓。減小剩余電壓的措施如下。但實際上異步測速發(fā)電機轉(zhuǎn)速為零時，輸出電壓并不為零，這就會使控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤差。（1）常采用增大轉(zhuǎn)子電阻的辦法，來滿足輸出特性的線性要求。若磁通d的幅值為恒定時，則電動勢r與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n成正比關(guān)系。由于輸出繞組的軸線與勵磁繞組的軸線相差90176。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止（n=0）時，轉(zhuǎn)子杯導(dǎo)條與脈振磁通d相匝鏈，并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的工作原理如圖48所示。異步測速發(fā)電機按其結(jié)構(gòu)可分為鼠籠轉(zhuǎn)子和空心杯轉(zhuǎn)子兩種。但由于工藝所限，電機的槽數(shù)、元件數(shù)及換向片數(shù)不可能無限增加，所以輸出電壓不可避免要產(chǎn)生脈動。引起紋波的因素很多，主要由電機本身的固有結(jié)構(gòu)及加工誤差引起。這時即使勵磁電壓保持不變，勵磁電流也將減小，磁通也隨之減小，導(dǎo)致電樞繞組的感應(yīng)電動勢和輸出電壓降低。這是因為當(dāng)電刷偏離幾何中性線一個不大的角度時，電樞反應(yīng)的直軸分量磁通在一種轉(zhuǎn)向下起著去磁作用，而在另一種轉(zhuǎn)向下起著增磁作用。可見接觸電阻與電流成反比。負(fù)載電阻越小或轉(zhuǎn)速越高，電樞電流就越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越強，氣隙磁通減小的越多，輸出電壓下降越顯著，致使輸出特性向下彎曲。永磁式測速發(fā)電機由于沒有勵磁繞組，所以可省去勵磁電源，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等特點。圖42所示為電磁式測速發(fā)電機原理，定子常為二極，勵磁繞組由外部直流電源供電，通電時產(chǎn)生磁場。（4）溫度變化對輸出特性的影響小。自動控制系統(tǒng)對測速發(fā)電機的要求，主要是精確度高、靈敏度高、可靠性好等，具體如下。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解速度傳感器檢測的一般原理和使用條件，掌握各種速度傳感器的量程、精度等檢測性能。學(xué)生分組討論圖形傳感器的用途。學(xué)生分組討論電容式傳感器的特點，教師總結(jié)。講解電容式傳感器原理及常見介質(zhì)的相對介電常數(shù)?！紝嵱?xùn)〗〖思考與練習(xí)〗，使用電感式位移傳感器檢測物體表面，對于檢測頭需要什么要求，可根據(jù)表面粗糙度的國家標(biāo)準(zhǔn)進行檢測設(shè)計。2)非功能型光纖傳感器在非功能型傳感器中，光纖不是敏感元件，即只“傳”不“感。因此，光纖具有“傳”和“感”的功能。光纖傳感器是一種將被測對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號傳感器。由于光纖的信息容量很大，用其制作傳感器，色散不是主要問題。光纖的集光能力越強，光纖與光源之間的耦合越容易。當(dāng)光線以各種不同角度入射到芯子并射至芯子與包層的交界面時，光線在該處有一部分透射，一部分反射。直至二十世紀(jì)六十年代，光學(xué)干涉測量技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，這要歸功于激光這一高強度相干光源的發(fā)明，計算機等數(shù)字集成電路獲取并處理干涉儀所得數(shù)據(jù)的能力大大提升，以及單模光纖的應(yīng)用增長了實驗中的有效光程并仍能保持很低的噪聲。由于激光的種種特性，使得激光應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域優(yōu)勢極大。最后將抽取所得特征與預(yù)先置入的諸文字特征相比較，以判斷與識別輸入的文字。其主要由光源、紅外濾光片、透鏡、圖像傳感器、后向處理電路等組成。在光照射下，光生少數(shù)載流子在光敏元中積聚，每個單元所積蓄的電荷量與該單元所收到的光照度和電荷積蓄時間成正比，在光敏元接受光照一定時間后，轉(zhuǎn)移控制柵打開，各光敏元所積蓄的電荷并行地轉(zhuǎn)移到CCD讀取寄存器上。在構(gòu)造上，圖像傳感器是一種小型固態(tài)集成元件，它的核心是CCD。圖313 電渦流測量金屬板厚度電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理如圖314所示。螺線管傳感器也可采用差動形式，以提高靈敏度和線性度，在實際檢測傳感器中經(jīng)常采用。圖311（b）所示是差動型位移傳感器結(jié)構(gòu)，銜鐵位移時，可以使兩個線圈的間隙一個變大而另一個相應(yīng)減小。圖中所示膜片為動電極，兩個在凹形玻璃上的金屬鍍層為固定電極，構(gòu)成差動電容器。（3）自身發(fā)熱小。電容傳感器的電容量很小，一般為幾十到幾百皮法，具有較高的輸出阻抗。圖36 調(diào)頻電路的測量原理（2）運算放大器式測量電路。Rs 代表串聯(lián)損耗，即代表引線電阻、電容器支架和極板電阻的損耗。圖33 極距變化型電容傳感器結(jié)構(gòu)與特性在實際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性，常常采用差動式結(jié)構(gòu)，如圖34所示。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：了解位移傳感器檢測的一般原理和使用條件，掌握各種位移傳感器的量程和精度等檢測性能； 能力目標(biāo)：了解工業(yè)中常用的位移檢測特點及位移傳感器的基本選用原則，素質(zhì)目標(biāo)： 教學(xué)重點各種位移傳感器的量程和精度等檢測性能教學(xué)難點各種位移傳感器的量程和精度等檢測性能教學(xué)手段理實一體實物講解小組討論、協(xié)作教學(xué)學(xué)時6教 學(xué) 內(nèi) 容 與 教 學(xué) 過 程 設(shè) 計注 釋項目三 精密位移檢測系統(tǒng)〖理論學(xué)習(xí)〗任務(wù)一 高精度位移傳感器的應(yīng)用一、電容式傳感器電容式傳感器實質(zhì)上是利用電容自身性質(zhì)進行檢測的傳感器，如圖31所示。掌握光柵傳感器的組成及原理。學(xué)生分組討論感應(yīng)同步器的有點，教師總結(jié)?！妓伎寂c練習(xí)〗，試述各廠家的技術(shù)優(yōu)勢。具體的設(shè)置可在如圖234所示的傳感器中通過按鍵進行設(shè)置，左側(cè)的燈亮則表示為模擬量輸出，右側(cè)的燈亮則表示為開關(guān)量輸出。在某一點上，傳感器將不能“看到”目標(biāo)物體，如圖231所示。圖229 工業(yè)測距超聲波傳感器由于風(fēng)、鼓風(fēng)機、氣動設(shè)備或其他來源的氣流可以使超聲波的傳播方向偏轉(zhuǎn)或擾亂其路徑，如圖230所示，這樣傳感器將不能識別目標(biāo)物體的正確位置。一些傳感器具有較窄的6176。 圖228 超聲波傳感器工業(yè)上，多將超聲波傳感器制成一體封裝，類似于接近開關(guān)，輸出模擬量，如圖229所示。 ℃的環(huán)境中制造，光柵的熱性能直接影響到檢測精度，在使用上，光柵尺的熱性能最好和檢測的對象的熱性能一致。對莫爾條紋信號質(zhì)量的要求主要是信號的正弦性和正交性要好，信號直流電平漂移要小。圖220 辨向系統(tǒng)流程二、光柵檢測系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵問題光柵線位移傳感器的檢測準(zhǔn)確度，首先取決于標(biāo)尺光柵刻線劃分度的質(zhì)量和指示光柵掃描的質(zhì)量（柵線邊沿清晰至關(guān)重要），其次才是信號處理電路的質(zhì)量和指示光柵沿標(biāo)尺光柵導(dǎo)向的誤差。圖218 光柵位移明暗位置與光強之間的關(guān)系為了判斷方向，可以使用兩套光電轉(zhuǎn)換裝置。（2）兩個光柵相對運動時（光柵條紋的垂直方向），莫爾條紋也在上下運動，移動一個柵距（兩個光柵條紋之間的距離），在光電傳感器上某一點的光強也變化一個周期。光柵尺外形如圖216所示，圖216 光柵尺透射光柵的光路如圖2 17所示，從上向下透過兩個光柵在光電傳感器上產(chǎn)生莫爾條紋，通過光電傳感器的明暗變化次數(shù)實現(xiàn)檢測。的兩組透光孔，組成辨向系統(tǒng)，通過電路判斷正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，在一般的光電編碼系統(tǒng)中，這兩組編碼稱為A、B相，如圖213外圈和中圈虛線所示。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。磁柵的工作原理是磁電轉(zhuǎn)換，為保證磁頭有穩(wěn)定的輸出信號幅度，考慮到空氣的磁阻很大，磁柵尺與磁頭之間不允許存在較大和可變的間隙，最好是接觸式的。在定尺上產(chǎn)生感生電動勢，經(jīng)過放大整形后的信號同樣為方波信號，反饋至鑒相器與參考信號進行比較。圖25所示為感應(yīng)同步器在機床定位中的應(yīng)用示例。為改善以上兩個問題，工業(yè)中通常使用直線導(dǎo)電塑料作為變阻器材料，消除了階躍誤差效應(yīng)，將變阻器和電刷施加一定的預(yù)緊力裝配成一個部件，外加金屬封裝，形成如圖22所示的電阻尺，又稱為導(dǎo)電塑料電位計或電壓分配計等。mm）；l為導(dǎo)體長度（mm）；S為導(dǎo)體截面積（mm2）。了解不同種類數(shù)顯表的規(guī)格及特點。結(jié)合圖片講解電倍增管的典型結(jié)構(gòu)和工作原理。，并介紹其生產(chǎn)接近開關(guān)的型號和應(yīng)用場合。 ℃，而基準(zhǔn)溫度使用的恒溫槽為177。三、數(shù)顯表的選用挑選一個適用、經(jīng)濟和性價比最佳的數(shù)顯表與設(shè)備配套應(yīng)從以下幾個方面考慮。（6）精度等級為177。（2）輸入多種標(biāo)準(zhǔn)信號，有0~50 mV、0~10 V、4~20 mA、可變電阻、TC/RTD等，并能使用軟件自動進行調(diào)節(jié)。二、 開關(guān)電源的選擇與使用使用上，開關(guān)電源工作效率一般可達到80%以上，遠高于一般穩(wěn)壓器35%~60%的轉(zhuǎn)換效率，故在其輸出電流的選擇上，應(yīng)準(zhǔn)確檢測或計算用電設(shè)備的最大吸收電流，~，以使被選用的開關(guān)電源具有高的性價比。（5）輸出整流與濾波。（3）整流與濾波。（1）沖擊電流限幅。圖121 光電耦合器常見的組合形式2）光電開關(guān)光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。光敏二極管是基于半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)的原理制成的光電器件。圖114 光電倍增管的典型結(jié)構(gòu)和工作原理光敏電阻是一種基于光電效應(yīng)制成的光電器件，光敏電阻沒有極性，相當(dāng)于一個電阻器件。當(dāng)鋼球通過霍爾開關(guān)傳感器時，傳感器可輸出峰值20 mV 的脈沖電壓，該電壓經(jīng)運算放大器(μA741)放大后，驅(qū)動半導(dǎo)體三極管VT(2N5812)工作，輸出端便可接計數(shù)器進行計數(shù)，并由顯示器顯示檢測數(shù)值。 圖13 霍爾元件1)額定激勵電流2)靈敏度KH3)輸入電阻和輸出電阻4)不等位電動勢和不等位電阻5)寄生直流電動勢6)霍爾電動勢溫度系數(shù)霍爾開關(guān)是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，可把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用中的電信號，同時具備工業(yè)場合實際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)： 掌握接近開關(guān)的基本工作原理，了解各種接近開關(guān)的環(huán)境特性及使用方法，掌握應(yīng)用接近開關(guān)進行工業(yè)技術(shù)檢測的方法能力目標(biāo)： 對不同接近開關(guān)進行敏感性檢測，使用霍爾接近開關(guān)完成轉(zhuǎn)動次數(shù)的測量。圖12 霍爾效應(yīng)霍爾元件的結(jié)構(gòu)簡單，由霍爾片、四根引線和殼體組成，如圖13所示。圖18 幾種霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)3)霍爾計數(shù)裝置圖19 所示的是對鋼球進行計數(shù)的工作示意圖和電路圖。圖111 光電管的典型結(jié)構(gòu)電倍增管是一種常用的靈敏度很高的光探測器，顧名思義是把微弱光信號轉(zhuǎn)變成電信號且進行放大的器件，光電倍增管的典型結(jié)構(gòu)和工作原理如圖114所示。將其 PN 結(jié)裝在管的頂部，上面有一個透鏡制成的窗口，以便使光線集中在 PN 結(jié)上。光電耦合器常見的組合形式如圖121所示。圖124 感應(yīng)接近開關(guān)原理任務(wù)二 接近開關(guān)的應(yīng)用（一）一、 開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識主電路包含的主要功能模塊如下。其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關(guān)電源的核心部分。檢測電路提供保護電路中正在運行中的各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。（1）開關(guān)電源100~240 V AC供電。（5）帶24/12 V DC輔助電源，兩路報警輸出。600系列智能光柱調(diào)節(jié)儀其特點是：有萬能輸入功能，自動校準(zhǔn)和人工校準(zhǔn)功能；多重保護、隔離設(shè)計、抗干擾能力強；可靠性高；有良好的軟件平臺；具備二次開發(fā)能力，以滿足特殊的功能；具有模塊化結(jié)構(gòu)，功能組合、系統(tǒng)升級方便。包括需要檢測控制的最小值和最大值；需要達到的控制精度，如果普通試驗室的烘箱為177。，測量傳送帶上輸運物料的個數(shù)。掌握光電管的街頭，區(qū)分兩種光電管的伏安特性曲線。掌握開關(guān)電源的基礎(chǔ)知識。對于一般的導(dǎo)體電阻有如下公式R=ρlS(21)式中，R為電阻阻值