機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)ppt課件(更新版)
【正文】 R i R? ? ?2 2 4 4 0mmi R i R i R? ? ?o mmV i R?? 1 2 3 4 0R R R R R? ? ? ?0o0( / )4 ( 1 ( / ) )i mRRVVRR???北京理工大學(xué) 惠斯登電橋 ? 變位法 ? 根據(jù)前面得到的 ? 如果仍然考慮 Rm? ∞ ? 仍然可得 ? 電壓測(cè)量裝置可能是模擬電壓表 、 數(shù)字電壓表或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集電路 。 ? 假定傳感器電阻 R1隨測(cè)量變量 改變，調(diào)節(jié) R2維持電橋平衡。它是用在傳感器調(diào)整裝置中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電路。 ?嚴(yán)格的說(shuō)，無(wú)偏差測(cè)量一個(gè)物理數(shù)量是不可能的，引入傳感器的這一行為改變了原始的物理環(huán)境。傳感器原理是基于傳感器的電阻隨著測(cè)量變量（如溫度，張力，壓強(qiáng)）變化而按一定的函數(shù)變化。 ?對(duì)于精確的動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)量，傳感器的帶寬最少比測(cè)量變量最大頻率高一個(gè)數(shù)量級(jí)。第三章 機(jī)電系統(tǒng)中的傳感技術(shù) 機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì) 北京理工大學(xué) 傳感器概述 ? 傳感器 ?英文名稱： transducer/sensor ?是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的帶寬決定了傳感器能所測(cè)物理信號(hào)的最大頻率。 北京理工大學(xué) 傳感器基礎(chǔ) ? 典型的傳感器應(yīng)用實(shí)例 ?應(yīng)用電阻型傳感器和運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)測(cè)量和放大的電路。如果液體的體積相比于溫度計(jì)來(lái)說(shuō)很小的話，那機(jī)械測(cè)量的誤差將會(huì)很大；如果液體的體積相較于溫度計(jì)來(lái)說(shuō)很大的話，誤差就可以忽略不計(jì)。 mR北京理工大學(xué) 惠斯登電橋 ? 惠斯登電橋用于把電阻的變化轉(zhuǎn)化為電壓的輸出。一開始校準(zhǔn)電路滿足電橋平衡條件， B點(diǎn)和 C點(diǎn)之間電壓為零。 ? 首先假設(shè) Rm? ∞ ， 盡管 B點(diǎn)和 C點(diǎn)之間可能存在一定電壓但沒有電流流過(guò)它 : ? 根據(jù) ? 可以求得： mR0BCV ? 0mi ?311 2 3 4()oi RRVV R R R R????1 1 3 3oV i R i R??1 1 2/ ( )ii V R R??3 3 4/ ( )ii V R R??北京理工大學(xué) 惠斯登電橋 ? 變位法 ? 將 R1等效為初值電阻和阻值變化量： ? 另電橋初始電阻完全相等： ? 進(jìn)一步可得 ? 限定 R1阻值變化量 ? 又可得 ? 如果測(cè)量系統(tǒng)可以進(jìn)行精確計(jì)算 ， 可以不做近似處理 mR10R R R? ? ?1 2 3 4 0R R R R R? ? ? ?00//4 2 /oiRRVVRR????0/1RR?04ioVVRR??北京理工大學(xué) 惠斯登電橋 ? 變位法 ? 如果去除有關(guān)測(cè)量裝置電阻的假設(shè) ， 我們認(rèn)為它不是無(wú)窮大 ， 但是是非常大的有限值 。兩個(gè)繞組之 間的感應(yīng)電壓隨位置而 變化。 北京理工大學(xué) 編碼器 ? 線性和旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理相同。 北京理工大學(xué) 霍爾效應(yīng)傳感器 ? 感應(yīng)電壓，電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量關(guān)系。 ?電容公式： ?幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：相對(duì)介電常數(shù)，真空介電常數(shù) ，極板面積 S，極板間距 d。 ? 由于敏感元件是非接觸的，無(wú)磨損，可以大大地提高檢測(cè)的可靠性和使用壽命。 ? 人類耳朵可以聽到的頻率是從 20Hz到 20kHz。顯然，聲波距離傳感器不能用于高帶寬的伺服位置應(yīng)用中，因?yàn)樗枰?。它們的幾何尺寸也很小，容易安
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