機械電子工程原理第七章傳感器與轉換器-免費閱讀
【正文】 53 超聲法測距離 ? 超聲測距儀測的是發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時間間隔。 ? 如圖 a)所示為一個典型的采用雷格編碼（反射碼）的 8位旋轉式位置編碼器，它比圖 b)所示的二進制編碼器更為優(yōu)越，因為二進制編碼在任何變化時只有一位發(fā)生變化，這就有可能在變化時因錯讀位而產生誤差。在一塊長條型的光學玻璃上均勻地刻上明暗相間、寬度相等的線條，就構成了一條光柵。因此，它主要用于宇宙飛船、衛(wèi)星、太空探測器等的電源。 a)受光照的 PN結 b)光電特性 光 線 照 射NPVoVoiO未 受 光 照 射的 特 性受 光 照 射的 特 性42 光敏電阻 ? 當光線照射 N型材料時，其導電性發(fā)生顯著變化，這可以通過電橋來檢測 。 光 源 光 轉 換 器 檢 測 器光 傳 輸 介 質光 傳 輸 介 質輸 入 物 理 量39 光電探測器 ? 光電探測器的理論基礎是光電效應，光電效應可分為三種不同的類型。 ? 當需要測量旋轉速度時可以采用直流或交流轉速表，其輸出電壓即直接與所測角速度成正比。 a) 內置式擾流器 b) 外置式擾流器 運 動 方 向線 圈 1 線 圈 2L1公 共 端L2擾 流 器運 動 方 向線 圈 1線 圈 2L2公 共 端L1擾 流 器擾 流 器31 感應同步器 ? 直線式感應同步器包括一個固定導軌（可達幾米長）和一個滑塊。 δεrA0 rAC ????22 電容式傳感器的分類 ? 根據其改變參數不同，可將電容式傳感器分為下三種： ?改變極板之距離（間隙 δ )的極距型傳感器 。 ? 通常，連接在 a、 b端的測量儀表的內阻很大，故流過 r3的電流近似于零。 ? 電阻的變化（即應變）通常是由橋式電路測量的。 ?要提高電位器的分辨率，可以使用金屬陶瓷電阻或導電塑料薄膜。 11 傳感器技術的發(fā)展 ? 固態(tài)轉換器 ? 光電轉換器 ? 壓電轉換器 ? 超聲轉換器 超聲轉換器為非接觸式測量手段。 ? 編碼輸出 —— 可以產生各種不同的編碼信號，包括：振幅調制、頻率調制、脈沖寬度調制和脈沖位置調制。 ?幾何量 ──位置、長度、面積、厚度、體積、表面粗糙度等。 5 無源和有源傳感器 ? 根據能源利用情況，傳感器可分為無源 (直接式 )傳感器和有源 (間接式 )傳感器。 ?輻射能 ──包括所有的電磁波譜。 ?轉換器 ──把能量和信息從系統(tǒng)某一部分傳送到系統(tǒng)另一部分的器件。在傳送過程的同時，能量形式也可能發(fā)生變化。主要參數有：頻率、相位、強度和極化方向等。 ? 無源傳感器在轉換中不需要外界附加能量。 ?質量 —— 重力、負載、密度。 8 傳感器的一般要求 ? 足夠的容量 —— 傳感器的工作范圍或量程足夠大；具有一定的過載能力。與接觸式測量相比，非接觸式測量有以下優(yōu)點： ?減少了接觸爆炸性、放射性、毒性、腐蝕性或易燃物質的危險性。 13 電位器與負載阻抗 ? 當把測量儀表連接入輸出端時，相當于給輸出加了一個負載，將會產生測量誤差。 ? 由應變產生的不平衡電位為 ? 對于電阻變化較小的情況： o42UR sRRV ??????oss ( ) ( )44URLV U GRL????RRUsVoRgRa b應 變 片16 應變片的溫度補償 ? 溫度的變化也會引起應變片電阻的變化，因此在橋路上安裝帶補償的應變片與測量的應變片具有相同的溫度特性，以消除溫度的影響， ? 補償應變片應安裝在離測量應變片最近的地方，這就需要將兩個應變片以適當角度安裝在被測件上。當 ua=ub時，電橋平衡，流過 r3的電流為零，流過 r1的電流也要流過 r2，抵消其電壓降，如果讓 r1=r2，并調整 R3=Rt，即可以消除由導線電阻和接觸電阻引起的誤差。 ?改變極板遮蓋面積（ A）的面積型傳感器； ?改變電介質之介電常數（ ε r）的介質型傳感器 ? 電容式傳感器若按極板的形狀來分，可分為平板形和圓柱形兩種。兩者由厚度為 ～ 空氣隔開，它們之間存在磁耦合。 鐵 芯Uo運 動 方 向34 電感式傳感器的應用 35 熱電傳感器 ? 常用的熱電傳感器有熱電
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