單片機(jī)第七章信號(hào)輸入輸出(編輯修改稿)
2025-06-17 11:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的磨損、接觸狀態(tài)的變動(dòng)、信號(hào)的采集等問(wèn)題，都不易妥善解決，容易造成測(cè)量誤差。這種情況下采用電容式、渦流式、光電式等非接觸式傳感器，若選用電阻應(yīng)變片，則需配以遙測(cè)應(yīng)變儀。 破壞與非破壞性測(cè)量 在某些條件下，可以運(yùn)用試件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這時(shí)可進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)。然而有時(shí)無(wú)法用試件模擬，因被測(cè)對(duì)象本身就是產(chǎn)品或構(gòu)件，這時(shí)宜采用非破壞性檢驗(yàn)方法。例如，渦流探傷、超聲波探傷、核輻射探傷以及聲發(fā)射檢測(cè)等。非破壞性檢驗(yàn)可以直接獲得經(jīng)濟(jì)效益 . 在線與非在線測(cè)量 在線測(cè)試是與實(shí)際情況保持一致的測(cè)試方法。 特別是對(duì)自動(dòng)化過(guò)程的控制與檢測(cè)系統(tǒng)，往往要求信號(hào)真實(shí)與可靠，必須在現(xiàn)場(chǎng)條件下才能達(dá)到檢測(cè)要求。實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)是比較困難的，對(duì)傳感器與測(cè)試系統(tǒng)都有一定的特殊要求。例如，在加工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)表面粗糙度的檢測(cè)，以往的光切法、千涉法、觸針?lè)ǖ榷紵o(wú)法運(yùn)用，取而代之的是激光、光纖或圖像檢測(cè)法。研制在線檢測(cè)的新型傳感器，也是當(dāng)前測(cè)試技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方面。 常用傳感器簡(jiǎn)介 紅外光電傳感器 光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。 光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為： 發(fā)送器 、 接收器 和 檢測(cè)電路 。 發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。 接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。 檢測(cè)電路能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。 常用的光電傳感器分以下幾種： ① 槽型光電傳感器 把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。 發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見(jiàn)光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。 ②對(duì)射型光電傳感器 若把發(fā)光器和收光器分離開(kāi)，就可使 檢測(cè)距離加大 。 由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開(kāi)關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)。 它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過(guò)路徑的兩側(cè)，檢測(cè)物通過(guò)時(shí)阻擋光路，收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。 ③ 反光板型光電開(kāi)關(guān) 把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式 (或反射鏡反射式 )光電開(kāi)關(guān)。 正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到；一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。 ④擴(kuò)散反射型光電開(kāi)關(guān) 它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測(cè)物通過(guò)時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來(lái)，收光器就收到光信號(hào)，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。 本 圖是利用光電傳感器測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)應(yīng)用。光線每照射到接收器件一次，接收器件就產(chǎn)生一個(gè)脈沖，經(jīng)放大整形后，可以通過(guò)頻率計(jì)計(jì)算出每分鐘產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即電機(jī)轉(zhuǎn)速。 壓力傳感器 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用 壓電效應(yīng) 制造而成的，這樣的傳感器也稱為 壓電傳感器 。 極化效應(yīng)： 在受到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)。根據(jù)這個(gè)效應(yīng)研制出了壓力傳感器。 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量，因?yàn)榻?jīng)過(guò)外力作用后的電荷，只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。 壓電材料 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 石英 （二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中
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