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檢測與傳感器ppt課件-文庫吧資料

2025-05-07 01:28本頁面
  

【正文】 ? 屏蔽就是用低電阻材料或磁性材料把元件、傳輸導(dǎo)線、電路及組合件包圍起來,以隔離內(nèi)外電磁或電場的相互干擾。各種外界因素要影響傳感器的精度和性能,所以在檢測系統(tǒng)中,抗干擾是非常重要的,尤其是在微弱輸入信號的系統(tǒng)中。傳感器使用前要進(jìn)行標(biāo)定,使用一段時(shí)間后還要定期進(jìn)行校正,檢查精度性能是否滿足原設(shè)計(jì)指標(biāo)。 一、傳感器的選擇 ? ? 在機(jī)電一體化測控系統(tǒng)中,特別是需對被測參量進(jìn)行顯示時(shí),總是希望傳感器及檢測電路的輸出和輸入特性呈線性關(guān)系,使測量對象在整個(gè)刻度范圍內(nèi)靈敏度一致,以便于讀數(shù)及對系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。 ? 。 ? 。若梁的自由端有一被測力 P,則應(yīng)變與 P力的關(guān)系為: 件 EbhPL26?? 傳感器的正確選擇和使用 ? 一、傳感器的選擇 ? 二、傳感器的正確使用 ? 。可測量 牛頓到幾千牛頓的拉、壓力。 測力傳感器 a)PPb)P1R 4 R2R4R1R2RR3 R3Pc)RR 1R3A1RD R3 R 42B4R2CR? 2. 懸臂梁式彈性元 ? 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、應(yīng)變片粘貼容易、靈敏度較高。如下圖所示。這種加速度傳感器的精度較高,頻率響應(yīng)范圍寬,可以測得很高的加速度值。該傳感器采用差動式結(jié)構(gòu),有兩個(gè)固定電極,兩極板之間有一用彈簧支撐的質(zhì)量塊,此質(zhì)量塊的兩端經(jīng)過磨平拋光后作為可動極板。壓電加速度傳感器的頻率范圍廣、動態(tài)范圍寬、靈敏度高、應(yīng)用較為廣泛。壓電元件產(chǎn)生 四、加速度傳感器 引出線3質(zhì)量塊1 殼體壓電晶片m4 2 ?的變形和由此產(chǎn)生的電荷與加速度成正比。 應(yīng)變片m懸臂梁Z ( t )0Z ( t )1充以阻尼液體的殼體四、加速度傳感器 ? 壓電加速度傳感器結(jié)構(gòu)原理如右圖所示。殼體內(nèi)灌滿的粘性液體作為阻尼之用。它由重塊、懸臂梁、應(yīng)變片和阻尼液體等構(gòu)成。最常用的有應(yīng)變片式和壓電式等。 10mA( max),頻帶寬度 ≥500Hz。差動變壓器式的原邊線圈同時(shí)供以直流和交流電流,即 三、差動變壓器式速度傳感器 tIti m ?s in)( 0 I??交流電源直流電源加法器跟隨器跟隨器i ( t )xdxdt減法器低通濾波器放大器 U ? 當(dāng)差動變壓器以被測速度 V=dx/dt移動時(shí),在其副邊兩個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢,將它們的差值通過低通濾波器濾除勵磁高頻角頻率后,則可得到與速度 v( m/s)相對應(yīng)的電壓輸出,即 差動變壓器漂移小,其主要性能為:測量范圍10~2022mm/s(可調(diào)),輸出電壓 177。光源發(fā)出的光通過縫隙圓盤和指示縫隙盤照射到光電器件上,當(dāng)縫隙圓盤隨被測軸轉(zhuǎn)動時(shí),圓盤每轉(zhuǎn)一周,光電器件輸出與圓盤縫隙數(shù)相等的電脈沖,根據(jù)測量時(shí)間 t內(nèi)的脈沖數(shù) N,則可測得轉(zhuǎn)速為 二、光電式速度傳感器 透鏡光源光電器件帶縫隙圓盤指示縫隙盤tZNn 60?? 差動變壓器式除了可測量位移外,還可測量速度。 ? 光電脈沖測速原理如下圖所示。在使用中,為了提高檢測靈敏度,盡可能把它直接連接到電機(jī)軸上。恒定磁通由定子產(chǎn)生,當(dāng)轉(zhuǎn)子在磁場中旋轉(zhuǎn)時(shí),電樞繞組中即產(chǎn)生交變的電勢,經(jīng)換向器和電刷轉(zhuǎn)換成正比的直流電勢。 二、光電編碼器 0100110111111110101011001010011101100010001110111000100100000001 速度、加速度傳感器 ? 一、直流測速發(fā)電機(jī) ? 二、光電式速度傳感器 ? 三、差動變壓器式速度傳感器 ? 四、加速度傳感器 ? 測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)有多種,但原理基本相同。因 ? 此,在兩數(shù)變換過 ? 程中,所產(chǎn)生的讀 ? 數(shù)誤差最多不超過 ? “ 1”,只可能讀成 ? 相鄰兩個(gè)數(shù)中的一個(gè)數(shù)。 二、光電編碼器 11 00001101010110011101001010100110001011111100010010000011101101? 誤差的消除 ? (1).循環(huán)碼盤 ? (或稱格雷碼盤 ) ? 右圖所示為四位二 ? 進(jìn)制循環(huán)碼。 二、光電編碼器 1100001101010110011101001010100110001011111100010010000011101101? 工作時(shí),碼盤的一側(cè)放置電源,另一邊放置光電接受裝置,每個(gè)碼道都對應(yīng)有一個(gè)光電管及放大、整形電路。在一個(gè)四位光電碼盤上,有四圈數(shù)字碼道,每一個(gè)碼道表示二進(jìn)制的一位,里側(cè)是高位,外側(cè)是低位,在360176。 ? 光電式碼盤是目前應(yīng)用較多的一種,它是在透明材料的圓盤上精確地印制上二進(jìn)制編碼。 二、光電編碼器 ? ? 絕對式編碼器是把被測轉(zhuǎn)角通過讀取碼盤上的圖案信息直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)代碼的檢測元件。 。當(dāng)主碼盤上的不透明區(qū)正好與鑒向盤上的透明窄縫對齊時(shí),光線被全部遮住,光電變換器輸出電壓為最??;當(dāng)主碼盤上的透明區(qū)正好與鑒向盤上的透明窄縫對齊時(shí),光線全部通過,光電變換器輸出電壓為最大。 。 ),其輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 θ成線性關(guān)系。這樣使得在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)(一般為 177。 一、旋轉(zhuǎn)變壓器 ? 3. 測量方式 ? 當(dāng)定子繞組中分別通以幅值和頻率相同、相位相差為 90176。當(dāng)以一定頻率(頻率通常為 400Hz、 500Hz、 1000Hz及5000Hz等幾種)的激磁電壓加于定子繞組時(shí),轉(zhuǎn)子繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系,或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系。 ,一般將其中一個(gè)繞組(如 Z Z2)短接。 。 角位移檢測傳感器 ? 一、旋轉(zhuǎn)變壓器 ? 二、光電編碼器 ? 1. 結(jié)構(gòu)如圖所示 ? 旋轉(zhuǎn)變壓器一般做 ? 成兩極電機(jī)的形式。 ,則得到輸出電壓為 ? 在求和電路中相加,則得到磁頭總輸出電壓為 三、磁柵位移傳感器 txUU ??? c o s2s i n01 ?txUU ??? s i n2c o s02 ????????? ?? txUU ???2s in0則合成輸出電壓 U的幅值恒定,而相位隨磁頭與磁尺的相對位置 χ變化而變。這種方法的檢測線路比較簡單,但分辨率受到錄磁節(jié)距 λ的限制,若要提高分辨率就必須采用較復(fù)雜的信頻電路,所以不常采用。 ? 三、磁柵位移傳感器 輸出信號勵磁電源654S S3N N S S Sλ7N N1S NN200a b x1— 磁性膜 2— 基體 3— 磁尺 4— 磁頭 5— 鐵芯 6— 勵磁繞組 7— 拾磁繞組 ? : ? 在用軟磁材料制成的鐵芯上繞有兩個(gè)繞組,一個(gè)為勵磁繞組,另一個(gè)為拾磁繞組,將高頻勵磁電流通入勵磁繞組時(shí),當(dāng)磁頭靠近磁尺時(shí)在拾磁線圈中感應(yīng)電壓為: 三、磁柵位移傳感器 txUU ??? s i n2s i n0?U0——輸出電壓系數(shù); ——磁尺上磁化信號的節(jié)距; χ——磁頭相對磁尺的位移; ω——勵磁電壓的角頻率。則: 由上式知,感應(yīng)電勢的幅值隨著滑尺的移動作正弦變化。
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