【正文】 t 成正比 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 熱電動勢由 溫差電勢和接觸電勢 兩部分所組成。 )()32(95 Cmt o??上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 5. 攝氏溫標 (℃ )和熱力學溫標 (K)關系 熱力學溫度仍記作 T，其單位仍然是 K。 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 攝氏溫標的物理基礎是水銀溫度變化與體膨脹成線性關系。 1. 熱力學溫標 K（開爾文） 純水的三相（固、液、氣態(tài)）平衡點溫度為， 物體內(nèi)部分子停止運動時的溫度為0 K。 壓電式傳感器一般適用于動態(tài)參數(shù)測量，不能用于靜態(tài)參數(shù)的測量（由于電荷泄漏） fy Cqu??上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 5. 壓電式傳感器的應用 壓力變送器 加速度計 力傳感器 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 案例：飛機模態(tài)分析 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 三 熱電式傳感器 (基準溫度計和工業(yè)溫度計 ) 熱電式 熱阻式 測溫傳感器 變換方式 輻射式 膨脹式 接觸式 非接觸式 測量方法 輸出方式 非電測型等 自發(fā)電型 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 溫標 :溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標 溫標 攝氏溫標 華氏溫標 熱力學溫標 等 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 幾種溫標的對比 正常體溫為 37 ?C ，相當于華氏溫度多少度？ 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 溫度和溫標 溫標是溫度的數(shù)值表示方法，是用來衡定物體溫度的尺度。 其中 A為電荷放大器開環(huán)放大倍數(shù)； fyiifyiicai CuuCuCuuCCCuq )()()( ????????上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 上式可簡化為 : ffy ACCCAqu????)(如果放大器開環(huán)增益足夠大，則 kCf(C+Cf),固上式可簡化為： 如果放大器開環(huán)增益足夠大，則 ACf(C+Cf),固上式可簡化為： (uy≈q/Cf) 上式表明，電荷放大器的輸出電壓與傳感器的電荷量成正此，并與電纜分布電容無關。對測試影響較大 ,每次使用時都必須進行重新標定。 電路有兩種形式 : 前置放大器 電壓放大器 (電阻反饋 ) 電荷放大器 (電容反饋 ) 輸出電壓與輸入電壓 (即傳感器的輸出 )成正比 . 電纜長度變化的對測試影響較大 ,每次使用時都必須進行重新標定。 其二是 放大 傳感器輸出的微弱電信號。 前置放大器的作用有兩點 。 并聯(lián)情況： + 并聯(lián) C1 C2 C’ C’=C1+C2 當 C1=C2 = C 時 則 C’=2C Q’=Q1+Q2=2Q U=U1=U2 時間常數(shù) η＝ RC’=2RC=η1 并聯(lián)時 ，傳感器的 C變大， Q變大，時間常數(shù)變大， 故適用于測量緩變信號及電荷量輸出信號 . 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 串聯(lián)情況： C1 C2 C’ 1/C’=1/C1+1/C2 當 C1=C2 = C 時 則 C’=C/2 Q’=Q1=Q2=Q U=U1+U2 + 串聯(lián) 時間常數(shù) η＝ RC’=RC/2=η1/2 串聯(lián)時 ，傳感器的 C變小，響應較快，輸出電壓 U變大，故適用于測量以頻率較高的信號和電壓作輸出的信號。 當然，在 作用力終止時，電荷就隨之消失。 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 式中： Q為電荷量 (C)； F為作用力 (N)； D為壓電常數(shù) (C/N)，與材質(zhì)及切片的方向有關。 作用力沿光軸 (z軸 )方向的不產(chǎn)生壓電效應。 在晶體學中。 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 2. 壓電材料： 具有壓電效應的物質(zhì) (物體 )稱為壓電材料 (或稱為壓電元件 )。 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 —— 變換工作原理 逆壓電效應： 如果將這些物質(zhì) (物體 )置于 電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種由外電場作用導致物質(zhì) (物體） 產(chǎn)生機械變形 的現(xiàn)象，稱之為 逆壓電效應 ，或稱之為電致伸縮效應。它的工作原理是基于某些物質(zhì)的壓電效應。 ?? c o s??? SB ),( ?? mdtd RB?B磁感應強度 l－單匝線圈有效長度 W－線圈匝數(shù) v－相對運動速度 A－單匝線圈的截面積 θ－線圈運動方向與磁場方向夾角 ω －角速度 k結(jié)構(gòu)參數(shù) 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 ?s i nW B lve ?當 θ＝ 90, e=WBlv 線速度型 (感應電動勢 e與速度 v成正比） e=kWBAω 角速度型 (感應電動勢 e與角速度 ω成正比） B磁感應強度 l－單匝線圈有效長度 W－線圈匝數(shù) v－相對運動速度 A－單匝線圈的截面積 θ－線圈運動方向與磁場方向夾角 ω －角速度 k結(jié)構(gòu)參數(shù) 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 2 分類 磁電式 動圈式 磁阻式 線速度型 角速度型 N 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 動圈式傳感器 線速度型 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 角速度型 測速電機 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 磁阻式傳感器 磁電式車速傳感器 線圈與磁鐵不作相對運動，由 運動物體（導磁材料）來改變磁路的磁阻 ，而引起磁力線增加和減弱，使線圈產(chǎn)生感應電動勢。 100mm) (比一般變壓器式高一倍 ) 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 差動變壓器位移傳感器 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 案例： 板的厚度測量 ~ 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 案例： 張力測量 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 第四節(jié) 磁電、壓電和熱電式傳感器 一、 磁電式傳感器 : 磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 差動變壓器 測量電路（調(diào)幅電路） 當沒有輸入信號時，鐵心在中間，調(diào)節(jié) R（零點），鐵心上下移動，其輸出電壓經(jīng)交流放大，相敏檢波，濾波處理后，輸出直流信號。隨著鐵心偏離中心位置，其輸出越大。 結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，非接觸測量，應用廣泛， 渦流式傳感器特點 ： 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 氣隙 δ 輸出幅值變化 調(diào)幅波 放大 檢波 濾波 與氣隙 δ相關的波形 工作原理 可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式電路 以測量位移為例 ： 調(diào)幅式電路 L值變化 振蕩器（載波） 上海大學機電學院機自系 第三章 常用傳感器（ 2）－陸明剛 調(diào)頻式轉(zhuǎn)換電路 (調(diào)頻電路） 調(diào)頻式時，首先要說明為電路中的諧振頻率：當傳感器線圈 L和電容 C組成并聯(lián)諧振回路時其諧振頻率為： LCf?21?以回路的諧