【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 位移。 靜態(tài)磁頭和磁尺之間 有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 時(shí)，輸出繞組產(chǎn)生一個(gè)新的感應(yīng)電壓信號(hào)輸出，它作為包絡(luò)，調(diào)制在原感應(yīng)電壓信號(hào)頻率上。該 電壓隨磁尺磁場(chǎng)強(qiáng)度周期的變化而變化 ，從而將位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。這提高了測(cè)量精度。檢測(cè)電路主要用來(lái)供給磁頭激勵(lì)電壓和把磁頭檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)輸出并以數(shù)字形式顯示出來(lái)。 2s i n ( 2 )mxU U tW????磁頭總的輸出信號(hào)為 : 圖 415 靜態(tài)磁頭結(jié)構(gòu)及輸出波形 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 32 磁柵位移傳感器的應(yīng)用 ※ 磁 柵位移傳感器和其他類(lèi)型的位移傳感器相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，動(dòng)態(tài)范圍大（ 1～ 20m）和磁信號(hào)可以重新錄制等優(yōu)點(diǎn)，其 缺點(diǎn) 是需要屏蔽和防塵。 ※ 磁柵位移傳感器主要用于大型機(jī)床和精密機(jī)床作為位置或位移量的檢測(cè)元件，其行程可達(dá)數(shù)十米，分辨率優(yōu)于 。 ※ 磁柵位移傳感器允許最高工作速度為 12m/min，系統(tǒng)的精度可達(dá) ，最小指示值 ，使用范圍0～ 40℃ ，是一種測(cè)量大位移的傳感器。 1 m? 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 33 返回本章目錄 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 34 ４ .4 接近傳感器 ※ 接近傳感器是一種具有感知物體接近能力的器件。它利用 位移傳感器 對(duì)接近的物體具有的敏感特性來(lái)識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開(kāi)關(guān)信號(hào)。因此，通常又把接近傳感器稱(chēng)為 接近開(kāi)關(guān) 。 ※ 常見(jiàn)的接近傳感器有 電容式 、 渦流式 、 霍爾效應(yīng)式 、 光電式 、 熱釋電式 、 多普勒式 、 電磁感應(yīng)式及微波式 、 超聲波式 等等。 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 35 ４ . 電容式接近傳感器 ※ 電容式接近傳感器是一個(gè)以 電極為檢測(cè)端的靜電電容式接近開(kāi)關(guān) ，它由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成，如 圖４ 17 所示： ※ 平時(shí)檢測(cè)電極與大地之間存在一定的電容量，它成為振蕩電路的一個(gè)組成部分。當(dāng)被檢測(cè)電極接近檢測(cè)電極時(shí)，由于檢測(cè)電極加有電壓，檢測(cè)電極就會(huì)受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生極化現(xiàn)象，被測(cè)物體越靠近檢測(cè)電極，檢測(cè)電極上的電荷就越多，由于檢測(cè)電極的靜電電容為 C=Q/V，所以電荷的增多，使檢測(cè)電極電容 C隨之增大，進(jìn)而又使振蕩電路的振蕩減弱，甚至停止振蕩。振蕩電路的 振蕩與停振 這兩種狀態(tài)被檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)后向外輸出。 圖 417 電容式接近傳感器原理框圖 12f LC??電容式接近傳感器 檢測(cè)的被測(cè)物體是 金屬導(dǎo)體 ，非金屬 導(dǎo)體不能用該方法 測(cè)量 . 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 36 ４ . 電感式接近傳感器 ※ 電感式接近傳感器由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。如圖 418所示。檢測(cè)用敏感元件為檢測(cè)線(xiàn)圈，它是振蕩電路的一個(gè)組成部分，振蕩電路的振蕩頻率為。 當(dāng)檢測(cè)線(xiàn)圈通以交流電時(shí)，在檢測(cè)線(xiàn)圈的周?chē)彤a(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線(xiàn)圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生電渦流 而吸收磁場(chǎng)能量，使檢測(cè)線(xiàn)圈的電感 L發(fā)生變化，從而使振蕩電路的振蕩頻率減小，以至停振。 振蕩與停振 這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出。 圖 418a） 電感式接近傳感器原理框圖 12f LC?? 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 37 ONOFFOFF被測(cè)物體傳感器振蕩電路輸出整形電路輸出電路輸出圖 418b） 電感式接近傳感器工作過(guò)程 電感式接近傳感器檢測(cè)的被測(cè)物體也是 金屬導(dǎo)體 ，非金屬導(dǎo)體不能用該方法測(cè)量。 振幅變化隨目標(biāo)物金屬種類(lèi)而不同，因此 檢測(cè)距離也隨目標(biāo)物金屬的種類(lèi)而不同。 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 38 接近開(kāi)關(guān)外形 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 39 接近傳感器的應(yīng)用 ※ 接近傳感器主要用于 檢測(cè)物體的位移 ． ※ 在航空、航天技術(shù)以及工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。 ※ 在日常生活中，如賓館、飯店、車(chē)庫(kù)的自動(dòng)門(mén)、自動(dòng)熱風(fēng)機(jī)上都有應(yīng)用。 ※ 在安全防盜方面，如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地，通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置。 ※ 在測(cè)量技術(shù)中，如長(zhǎng)度，位置的測(cè)量． ※ 在控制技術(shù)中，如位移、速度、加速度的測(cè)量和控制，也都使用著大量的接近開(kāi)關(guān)。如圖 419所示為接近傳感器結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用實(shí)例。 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 40 接近傳感器結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 圖 419 接近傳感器結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用實(shí)例 返回本章目錄 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 41 液位傳感器 ?測(cè)量液位的目的：一種是 為了液體儲(chǔ)藏量的管理 ，一種是 為了液位的安全或自動(dòng)化控制 ，有時(shí)需要精確的液位數(shù)據(jù)，有時(shí)只需液位升降的信息。 液位傳感器 浮子式液位傳感器 平衡浮筒式液位傳感器 壓差式液位傳感器 電容式液位傳感器 導(dǎo)電式液位傳感器 超聲波式液位傳感器 放射線(xiàn)式液位傳感器 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 42 導(dǎo)電式水位傳感器 ?導(dǎo)電式水位傳感器的基本工作原理，如圖 420所示。電極可根據(jù)檢測(cè)水位的要求進(jìn)行升降調(diào)節(jié)，它實(shí)際上是一個(gè)導(dǎo)電性的檢測(cè)電路。 當(dāng)水位低于檢知電極時(shí)，兩電極間呈絕緣狀態(tài)，檢測(cè)電路沒(méi)有電流流過(guò)，傳感器輸出電壓為 0。假如水位上升到與兩檢知電極端都接觸時(shí)，由于水有一定的導(dǎo)電性，因此測(cè)量電路中有電流流過(guò)，指示電路中的顯示儀表就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)在限流電阻兩端有電壓輸出 。人們通過(guò)儀表或輸出電壓便得知水位已達(dá)到預(yù)定的高度了。如果把輸出電壓和控制電路連接起來(lái)，便可對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。 圖 420 導(dǎo)電式水位傳感器基本工作原理 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 43 圖 421 導(dǎo)電式水位傳感器的電路原理圖 方波發(fā)生器 比較器 水位上升與 檢知電極接觸 矩形波信 號(hào)被旁路 低電平 高電平 熄滅 水位低于 檢知電極 低電平閃爍 發(fā)光 高電平 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 44 壓差式液位傳感器 ?壓差式液位傳感器是根據(jù) 液面的高度與液壓成比例 的原理制成的。如果液體的 密度恒定 ，則液體加在測(cè)量基準(zhǔn)面上的壓力與液面到基準(zhǔn)面的 高度 成正比，因此通過(guò)壓力的測(cè)定便可知液面的高度。當(dāng)儲(chǔ)液罐為開(kāi)放型時(shí)，如圖 422所示，其基準(zhǔn)面上的壓力由下式確定，即 12()P g h g hh??? ? ?圖 422 開(kāi)放型儲(chǔ)液罐壓力示意圖 由于需要測(cè)定的是高度 ，因此調(diào)整壓力傳感器的零點(diǎn)，把壓力傳感器的零點(diǎn)提高 ，就可以得到壓力與液面高度 成比例的輸出 2h?1h1h 第 4章 位移 、 物位傳感器 2022/6/1 45 圖 423 密封型儲(chǔ)液罐測(cè)壓示意圖 1 0 1 1 2()P P g h h?? ? ?2 0 2 3 2()P P g h h?? ? ?1 2 1 1 2 2 3 2( ) ( )P P P g h h g h h??? ? ? ? ? ? ?兩側(cè)的壓力差 第