[工學(xué)]第四章傳感器(編輯修改稿)
2025-01-31 21:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 體加速度的測量 。 依據(jù)： a=F/m。 32 1 41— 等 強(qiáng) 度 梁；2— 質(zhì)量塊；3— 殼體；4— 電 阻 應(yīng) 變敏 感 元 體圖 13 電阻應(yīng)變式加速度傳感器結(jié)構(gòu)圖 測量原理 ：將傳感器殼體與被測對象剛性連接 ， 當(dāng)被測物體以加速度 a 運(yùn)動時 ， 質(zhì)量塊受到一個與加速度方向相反的慣性力作用 ， 使懸臂梁變形 ， 該變形被粘貼在懸臂梁上的應(yīng)變片感受到并隨之產(chǎn)生應(yīng)變 ， 從而使應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化 。 電阻的變化引起應(yīng)變片組成的橋路出現(xiàn)不平衡 ， 從而輸出電壓 ， 即可得出加速度 a值的大小 。 適用范圍 ：不適用于頻率較高的振動和沖擊場合 ， 一般適用頻率為 10~60 Hz范圍 。 167。 電容式傳感器 變換原理 :將被測量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化 兩平行極板組成的電容器 ,它的電容量為 : ??? AC 0?+ + + ? A ? δ 、 A或 ε 發(fā)生變化時 ， 都會引起電容的變化 。 a)極距 δ 變化型 + + + ??? AC 0?+ + + 駐極體電容傳聲器 它采用聚四氟乙烯材料作為振動膜片。這種材料經(jīng)特殊電處理后，表面永久地駐有極化電荷，取代了電容傳聲器極板，故名為駐極體電容傳聲器。特點是體積小、性能優(yōu)越、使用方便。 b)面積變化型 ??? AC 0?角位移型 + + + ??? AC 0?平面線位移型 柱面線位移型 . ??? AC 0?產(chǎn)品 . 陶瓷電容壓力傳感器 液體壓力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片產(chǎn)生 位移。 壓力變送器 c) 介質(zhì)變化型 ??? AC 0?產(chǎn)品 . 電容式液位傳感器（液位計 /料位計） 電容式接近開關(guān) 振蕩電路 被測物體 感應(yīng)電極 被測電容 測量頭構(gòu)成電容器的一個極板，另一個極板是物體本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化 .接近開關(guān)的檢測物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。 3 測量電路 a)電橋電路 b) 諧振電路 LCfπ210 ?d) 運(yùn)算放大器電路 167。 電感式傳感器 電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。 分類 : 電感式傳感器 自感型 可變磁阻型 渦流式 互感型 1 自感型 可變磁阻式 可變導(dǎo)磁面積型 差動型 ???2002 ANL ?原理 :電磁感應(yīng) 電感式接近傳感器（金屬） 教學(xué)用低成本四線制無二次儀表傳感器 2 渦流式 原理 :渦流效應(yīng) 原線圈的等效阻抗 Z變化： ),( ????ZZ ?產(chǎn)品： 案例：連續(xù)油管的橢圓度測量 Coiled Tube Eddy Sensor Reference Circle 案例：無損探傷 原理 裂紋檢測，缺陷造成渦流變化。 火車輪檢測 油管檢測 2 互感型 差動變壓器 W W1 W2 Es x x 工作原理 :互感現(xiàn)象 . Ew Eout 單螺管線圈型 螺管線圈差動 雙螺管線圈差動型傳感器測量電路 ~ 差動變壓器 測量電路 差動變壓器位移傳感器 案例： 板的厚度測量 ~ 案例： 張力測量 167。 磁電式傳感器 : 磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。 dtdWe ???感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢 e為 磁通變化率與磁場強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動速度有關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。 ?? c o s??? SB ),( ?? mdtd RB?2 分類 磁電式 動圈式 磁阻式 線速度型 角速度型 N 動圈式傳感器 線速度型 角速度型 測速電機(jī) 磁阻式傳感器 磁電式車速傳感器 N S 案例：鼠籠電機(jī)轉(zhuǎn)子斷細(xì)條檢測 167。 壓電式傳感器 :壓電效應(yīng) + 串聯(lián) + 并聯(lián) 某些物質(zhì)，如石英，受到外力作用時，不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 F + q=DF 測量電路 壓電式傳感器輸出電信號很微弱，通常應(yīng)把傳感器信號先輸入到高輸入阻抗的前置放大器中，經(jīng)過阻抗變換后，方可輸入到后續(xù)顯示儀表中。 產(chǎn)品 壓力變送器 加速度計 力傳感器 案例：飛機(jī)模態(tài)分析 案例：熱軋設(shè)備診斷 167。 磁敏元件傳感器 ?s i nIBKV HH ? 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 1 霍爾元件 霍爾元件由霍爾片、四根引線和殼體組成，如圖示。 測轉(zhuǎn)角： 電流傳感器 當(dāng)電流流過導(dǎo)線時，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測。
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