【正文】 傳 感 器信 號(hào) 調(diào)理 電 路微 處理 器被 測 量 數(shù) 字 量 其它傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 嵌入式計(jì)算機(jī) 智能傾角 RS232傳感器 IC總線數(shù)字溫度傳感器 智能傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器 振動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器 智能傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 離子敏傳感器 當(dāng)敏感膜與被測溶液接觸時(shí) ， 由于氫離子的存在 ， 在敏感膜與溶液界面上感應(yīng)出對(duì)離子敏感的界面電勢 。 聲發(fā)射檢測診斷特點(diǎn)： （ 1） 聲發(fā)射技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)無損檢測技術(shù)，能判斷發(fā)射的部位和狀態(tài)，了解缺陷的形成過程和發(fā)展趨勢。各種材料聲發(fā)射頻率范圍很寬 ， 從次聲 、 聲頻到超聲 。 煙霧報(bào)警器 酒精傳感器 二氧化碳傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 氣敏傳感器 利用半導(dǎo)體氣敏材料 (如氧化錫、氧化錳等 )，吸附被測氣體 (氫氣、一氧化碳、甲烷、乙醇等 )時(shí)，電阻率發(fā)生變化，從而使電阻值隨被測氣體濃度 的改變而變化。 透 鏡主 光 柵光 源指 示 光 柵光 電 器 件透 鏡(光柵位移傳感器 ) 光敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光柵傳感器的細(xì)分結(jié)構(gòu)： 光柵傳感器 1S 4S 32光 源透 鏡 光 柵光 電 器 件透 鏡?90 在一個(gè)莫爾條紋間距內(nèi)并列放置四個(gè)光電器件，當(dāng)光柵相對(duì)移動(dòng)一個(gè)柵距時(shí)，可得到相位差 的四個(gè)脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了四細(xì)分。 應(yīng)用： (1)寬度測量； (2)外徑測量； (3)主軸徑向跳動(dòng)測量。 2. 光纖位移傳感器 xA1B 2B光 源發(fā) 射 光 纖接 收 光 纖光 電 器 件 光纖傳感器 I x前 坡后 坡光 峰河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光纖檢測型傳感器 工件檢測 顏色檢測 應(yīng)用 : 光纖傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 CCD固態(tài)圖像傳感器 MOS光敏元的結(jié)構(gòu)是在 P型半導(dǎo)體硅片上形成一層氧化物 (SiO2)，在氧化物上再沉積一層金屬電極，由此形成一個(gè)金屬 氧化物 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元。風(fēng)機(jī)和電熱絲通電，吹出熱風(fēng)烘手。 + + + P N 光電傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 照相機(jī)自動(dòng)測光； 光控?zé)簦? 工業(yè)控制。 光電式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 光電傳感器 （ 3）光生伏特效應(yīng) 在光照作用下，能使物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象。 磁敏傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 光敏傳感器：光信息 → 電信息 1. 工作原理： 光電效應(yīng) （ 1）外光電效應(yīng) 在光照作用下，物體內(nèi)的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象。 案例： 金屬表面裂紋和鋼絲繩斷絲檢測 N S 霍爾式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 汽車速度測量 zfn 60?(r/min) 霍爾式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 磁敏電阻傳感器： 磁阻效應(yīng) 當(dāng)霍爾元件的長寬比小于 1時(shí)，在外磁場作用下霍爾電勢難以建立，輸入端電流方向會(huì)發(fā)生傾斜而導(dǎo)致電阻值增大，這種現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)。 （溫度測量） 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 熱電阻傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 產(chǎn)品 熱電阻傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 溫控器 應(yīng)用 水溫感應(yīng)塞 還廣泛應(yīng)用于空調(diào)、暖氣、電子體溫計(jì)等 熱電阻傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 磁敏傳感器：磁信息 → 電信息 半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在 垂直于電流和磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生電勢 (霍爾電勢 )，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 n 0( , ) ( , )?T Tn V A?B?AB 熱電偶傳感器 熱電極 熱端 冷端 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 熱電偶傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 熱電偶傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 工作原理： 熱阻效應(yīng) (能量控制型 ) 利用電阻值隨溫度變化的特點(diǎn)制成的。 ?? TT dTTTE 0 A0A ),( ??? TT dTTTE 0 B0B ),( ?A? B?， 0AA B 0 0 B AB( , ) ( ) ln ( )TTNkE T T T T d TeN ??? ? ? ??第三節(jié) 能量轉(zhuǎn)換型傳感器 當(dāng)熱電偶材料一定，冷端溫度 時(shí)，總熱電勢為熱端溫度 的單值函數(shù) (分度表 )。 第 2章 常用傳感器 熱電極 測溫端 (熱端 ) 參考端 (冷端 ) )1 3 0 0~1 0 0( C?河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 BAAB ln)( NNekTTE ?k —— 玻耳茲曼常數(shù) ( 1023J/K)； e —— 電子電荷量 ( 1019C)； NA， NB —— 導(dǎo)體 A和 B的自由電子密度。 當(dāng)彈丸與裝甲目標(biāo)接觸時(shí)，碰撞壓力使壓電元件產(chǎn)生電荷， 電雷管啟爆，使破甲彈上的炸藥爆炸，摧毀裝甲目標(biāo)。外力作用時(shí)，沿受力方向磁導(dǎo)率 下降，磁阻增大，部分磁場通過了測量線圈 電感式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 xyzol b?oxzyqxFx 第 2章 常用傳感器 能量轉(zhuǎn)換型傳感器 壓電式傳感器 某些晶體材料受到外力作用時(shí)， 不僅發(fā)生變形，而且內(nèi)部被極化表面 產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉后，又回到原 來狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。 火車輪檢測 油管檢測 電感式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 4． 感應(yīng)同步器 (互感型 ) （ 1）結(jié)構(gòu)：由 定尺 (定子 )和 滑尺 (轉(zhuǎn)子 )組成。 電容式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 2． 測量電路 （ 1） 電橋電路 電容式傳感器 電容 電橋 調(diào)幅波 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 （ 2） 諧振電路 電容 阻抗 電壓 電容式傳感器 E0 Ey Ey 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 （ 3） 運(yùn)算放大器電路 ?? ? ????? ACeCCeex0000y 電容式傳感器 e0 ey i0 ix 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 電感式傳感器 工作原理： 基于電磁感應(yīng)原理，將被測量變化轉(zhuǎn)換為電感量 (自感和互感 )變化。 （ 4） 變阻器式傳感器的分類 * 單圈電位器 * 多圈電位器 * 直線滑動(dòng)式電位器 1）按測量類型 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 2）按制作方式 * 導(dǎo)電塑料電位器 普通塑料基底 導(dǎo)電材料粉 電阻式傳感器 * 線繞電位器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 變阻器式傳感器產(chǎn)品 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 重量的自動(dòng)檢測 配料設(shè)備 比較 重量設(shè)定 原材料 原理： 彈簧 力 位移 電位器 電阻 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 煤氣包儲(chǔ)量檢測 煤氣包 鋼絲 原理： 鋼絲 收線圈數(shù) 電位器 電阻 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 案例： 玩具機(jī)器人 (廣州中鳴數(shù)碼 ) 原理： 電機(jī) 轉(zhuǎn)角 電位器 電阻 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 第 2章 常用傳感器 電容式傳感器 1. 工作原理： 將被測量變化轉(zhuǎn)換為電容量變化。x x = Rx /k1 x L 電阻式傳感器 x Rx L = R = e0 ey x = L 電阻變化主要由電阻率變化引起，上式可簡化為 ?????? ERRL?? 電阻式傳感器 ???? )21( L ER R ???河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 半導(dǎo)體應(yīng)變片的靈敏系數(shù)： ? 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，體積小，便于集成； ? 缺點(diǎn)：溫度誤差大，在較大應(yīng)變下線性較差。 4） 應(yīng)變片粘貼：在應(yīng)變片基底上擠一小滴 502膠 水，輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。 打 磨，用酒精棉球反復(fù)擦洗貼片處，直到棉球 無黑跡為止。 ??? )21( ??RR 電阻式傳感器 河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 （ 6）應(yīng)變片的選擇與粘貼技術(shù) 1） 目測應(yīng)變片有無折痕、斷絲等缺 陷，有缺陷的應(yīng)變片不能粘貼。 1） 幾何尺寸：基長 基寬 =l b30 10(mm2) 2） 電阻值：應(yīng)變片原始電阻值 (120Ω、 350Ω)