【正文】 滑動(dòng)傳感器能夠瞬時(shí)檢測(cè)出微小位置的變化。 ? 圖 333是一種利用晶體接收器的滑覺(jué)傳感器。 圖 331是一種電磁振動(dòng)式滑覺(jué)傳感器，測(cè)量端用一個(gè)直徑為 cm鋼球接觸被抓物體表面。如圖 330是一塊聲音識(shí)別集成電路的結(jié)構(gòu)圖，讀者可以看出其基本工作原理。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 327 幾種超聲波傳感器的工作原理 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 328 超聲換能器的結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 329 一種機(jī)器人視覺(jué)傳感器的應(yīng)用簡(jiǎn)圖 ? 機(jī)器人用來(lái)感知和辨別在氣體、液體或固體中傳遞的聲波所使用的傳感器，稱(chēng)之為聽(tīng)覺(jué)傳感器。如圖 329所示，此例中，包含一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一條傳送帶、一個(gè)布置在上方的攝像頭和一個(gè)機(jī)器人。因此，視覺(jué)傳感器是機(jī)器人用傳感器中最重要的一種外部檢測(cè)傳感器。 圖 328所示為聲發(fā)射換能器和聲接收換能器結(jié)構(gòu)原理圖 ? 二、 ? 人類(lèi)感覺(jué)器官中，最重要的是眼睛，它能對(duì)物體的形狀、顏色、光線(xiàn)明暗、物體距離等正確地做出識(shí)別，所需時(shí)間極短。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 324 電容式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 325 直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 326 反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 上一頁(yè) 返回 第七節(jié) 其他信號(hào)檢測(cè)傳感器 ? 一、 ? 超聲波物位傳感器是利用超聲波在氣體、液體和固體介質(zhì)中傳播的回聲測(cè)距原理檢測(cè)物位，故超聲波傳感器有氣介式、液介式和固介式三類(lèi)。設(shè)齒數(shù)為 1，由測(cè)速表測(cè)的頻率計(jì)算出測(cè)試轉(zhuǎn)速為 ? n=60f ? 三、 ? 光電式轉(zhuǎn)速傳感器有直射式和反射式兩種，前者的結(jié)構(gòu)原理如圖 325所示，輸入軸與待測(cè)軸相連接，光通過(guò)開(kāi)孔盤(pán)和縫隙板照射在光敏元件上。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，電容量發(fā)生周期性變化，通過(guò)電路即可得到脈沖信號(hào)，頻率計(jì)顯示的頻率代表轉(zhuǎn)速大小。在大多數(shù)情況下，對(duì)溫度傳感器的選用，需要考慮以下幾個(gè)方 ? (1) 被測(cè)對(duì)象的溫度是否需記錄、報(bào)警和自動(dòng)控制，是否需要遠(yuǎn)距離 ? (2) ? (3) ? (4) 在被測(cè)溫度隨時(shí)間變化的場(chǎng)合，測(cè)溫傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能否適應(yīng) ? (5) ? (6) 價(jià)格如何，使用是否方便。溫度傳感器的輸出僅僅是敏感元件測(cè)量的溫度。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 321 單點(diǎn)調(diào)整電路 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 322 雙點(diǎn)調(diào)整電路 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 323 AD 590基本應(yīng)用電路原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 四、 ? 選用溫度傳感器比選擇其他類(lèi)型的傳感器所需要考慮的內(nèi)容多。至于這一調(diào)整選什么溫度值好，要看使用范圍來(lái)定。在 25℃ 時(shí)，調(diào)節(jié)可變電阻，使電路輸出電壓值為 mV。這種傳感器是利用電路能產(chǎn)生一個(gè)與熱力學(xué)溫度成正比的電流作為輸出，而作為熱力學(xué)溫度與電流的轉(zhuǎn)換器件。 AD590的基本應(yīng)用電路如圖 323所示。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 表 34 集成溫度傳感器性能參數(shù) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 型 號(hào) 測(cè)溫范圍 /℃ 輸出形式 溫度系數(shù) 封 裝 廠(chǎng) 名 其 他 μ PC616A 40～ +125 電壓型 10mV/℃ TO 5（ 4端） NEC 內(nèi)含穩(wěn)壓運(yùn) 放 Μ pc616c 25～ +85 電壓型 10mV/℃ 8腳 DIP NEC 內(nèi)含穩(wěn)壓運(yùn) 放 LX5700 55～ +85 電壓型 10mV/℃ TO 46（ 4端） NS 內(nèi)含穩(wěn)壓運(yùn) 放 LM3911 25～ +85 電壓型 10mV/℃ TO 5（ 4端） NS 內(nèi)含穩(wěn)壓運(yùn) 放 LM135 55～ +150 電壓型 10mV/℃ 3端 NS PEF02 55～ +125 電壓型 ℃ TO 5（ 8端） PMI AN6701 10～ +80 電壓型 110mV/℃ 4端） AD590 55～ +150 電壓型 1μ V/℃ TO 52（ 4端） AD LM134 55～ +125 電壓型 1μ V/℃ TO 46（ 4端） NS ? 1. ? 這種類(lèi)型的傳感器主要有 μ PC616A/616C， μ PC3911， LX5600/5700，LM3911， LM135/235/335 ? 等類(lèi)型，它們的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的輸出線(xiàn)性度、輸出阻抗低、易于和控制電路接口，可用于溫度檢測(cè)控制中，也可用于熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償和空氣溫度檢 μ PC616是它們的代表產(chǎn)品之一。 ? 它是目前溫度傳感器發(fā)展的方向，跟傳統(tǒng)的熱電阻、熱電偶相比，它具有線(xiàn)性度好、靈敏度高、體積小、穩(wěn)定性好、輸出信號(hào)大等優(yōu)點(diǎn)，尤其以線(xiàn)性度好、輸出信號(hào)大、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化等是其他溫度傳感器無(wú)法比擬的。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 三、 集成溫度傳感器 ? 集成溫度傳感器的測(cè)溫范圍一般為 50 ℃ ～ +150 ℃ ，主要用于環(huán)境空間溫度的檢測(cè)、控制，以及家用電器中溫度檢測(cè)、控制和補(bǔ)償。 ? (4) 同類(lèi)材料的熱電阻不如熱電偶測(cè)溫上限高。用電橋?qū)虮凵献柚档淖兓D(zhuǎn)換為電壓的輸出，熱電偶只要兩端存在溫差，就能輸出熱電勢(shì)，可直接進(jìn)行測(cè)量。 ? 50 ℃ ～ 150 ℃ 時(shí)，銅的電阻值與測(cè)量溫度的函數(shù)表達(dá)式為 ? R=R０ （１＋Ａ t+Bt２ ＋Ｃ t３ ） (314) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 3. ? 電阻式溫度傳感器與熱電偶溫度傳感器相比，金屬熱電阻式溫度傳感 ? (1) 同樣溫度下輸出信號(hào)大，易于測(cè)量。因?yàn)殂K材料價(jià)格昂貴，所以在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中多用銅材料制作成溫度傳感器，其最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，容易加工提取，在 50 ℃ ～ 150 ℃ 范圍內(nèi)，溫度傳感器電阻與測(cè)量溫度呈良好線(xiàn)性關(guān)系，且穩(wěn)定性好。溫度檢測(cè)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用的鉑電阻溫度傳感器，可用簡(jiǎn)單的分度公式來(lái)描述其電阻與溫度的變化關(guān)系。 ? 2. ? (1) 鉑電阻式溫度傳感器。通常前者簡(jiǎn)稱(chēng)為熱電阻，后者簡(jiǎn)稱(chēng)為熱敏電阻。利用這一原理制成的溫度敏感元件稱(chēng)為熱電阻。多點(diǎn)式儀表本身有轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，不需帶有轉(zhuǎn) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 318 WBC型冷端 補(bǔ)償器的工作原理圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 圖 319 補(bǔ)償熱電偶連接示意圖 上一頁(yè) 下一頁(yè) 二、 ? 多種物質(zhì)的電阻率都隨本身溫度的變化而變化，這一物理現(xiàn)象稱(chēng)為熱電阻效應(yīng)。補(bǔ)償熱電偶的材料一 ? 補(bǔ)償熱電偶有兩種方法：一是將補(bǔ)償熱電偶的測(cè)量端置于恒溫器，其溫度為 tn，冷端恒定在 t0，通過(guò)連接導(dǎo)線(xiàn)接入測(cè)量線(xiàn)路中，如圖 319所示。 ? ② 補(bǔ)償熱電偶法。冷端補(bǔ)償器是用來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶測(cè)量值因冷端溫度變化而變化的一種裝置。 ? 幾種常用的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)如表 33所示，其中型號(hào)頭一個(gè)字母與熱電偶的分度號(hào)對(duì)應(yīng)，字母“ X” 表示延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)，字母“ C” 表示補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)。 ? 這種導(dǎo)線(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi)（一般為 0 ～ +100 ℃ ）與所連接的熱電偶具有相同的熱電性能，起著延長(zhǎng)熱電偶的作用。 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 4. ? ? (1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、容易制造、熱電偶的大小和形狀可按照需 ? (2) 測(cè)量溫度范圍廣，低溫用熱電偶可達(dá) 200 ℃ ，高溫用熱電偶可達(dá) 2 500 ℃ ? (3) ? (4) ? (5) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 5. 熱電偶溫度傳感器應(yīng)用補(bǔ)償方法 ? (1) 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)法：在使用熱電偶測(cè)溫時(shí)，必須使熱電偶的冷端溫度保持恒定，否則在測(cè)溫時(shí)引入的測(cè)量誤差將是個(gè)變量，要影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性。 ? (5) 鎢錸熱電偶：正極為鎢錸合金（ 95％鎢和 5％錸冶煉而成），負(fù)極為鎢錸合金（ 80％鎢和 20％錸冶煉而成。這種熱電偶也稱(chēng)為鎳鉻 銅鎳合金熱電偶。特點(diǎn)是價(jià)格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。特點(diǎn)是材料性能較穩(wěn)定，測(cè)量準(zhǔn)確度高，可做成標(biāo)準(zhǔn)熱電偶。用公式表示為 ? 3. ? 常用熱電偶傳感器材料，標(biāo)準(zhǔn)化文件中對(duì)同一型號(hào)的熱電偶規(guī)定了統(tǒng)一的熱電偶材料及其化學(xué)成分、熱電性質(zhì)和允許誤差，同一型號(hào)的熱電偶具有互換性。標(biāo)準(zhǔn)熱電極定律也稱(chēng)為相配定律。 （ 3）中間溫度定律。在熱電偶回路中加入第 3種導(dǎo)體材料時(shí)，如果兩接點(diǎn)的溫度相同，則對(duì)整個(gè)回路的熱電勢(shì)無(wú)影響。利用這一定律可以檢查熱電偶材料的均勻性。 ? (1) 均質(zhì)導(dǎo)體定律。 ? 由此可以得出結(jié)論：如果使熱電偶的冷端溫度保持不變，將另一端與被測(cè)物體接觸，便可以通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)來(lái)確定溫度的數(shù)值，即為熱電偶的工作原理。 ? (2) 溫差電勢(shì)。熱電 ? (1) 接觸電勢(shì)。 ? 1. ? 熱電效應(yīng)是熱電轉(zhuǎn)化的一種現(xiàn)象。 上一頁(yè) 返回 第五節(jié) ? 溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量或電參量變化的傳感器。 ? (5) 壓力傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸。 ? (4) 壓力傳感器測(cè)量溫度。在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，壓力傳感器工作時(shí)間長(zhǎng)，要求穩(wěn)定性、可靠性很高，在滿(mǎn)足以上要求條件下，壓力傳感器的準(zhǔn)確度應(yīng)小于 177。以滿(mǎn)足測(cè)量壓力信號(hào)不失真、不衰減為準(zhǔn)則。 ? (