機械電子工程原理第七章傳感器與轉換器-展示頁
2025-02-18 19:33本頁面
【正文】 變 片16 應變片的溫度補償 ? 溫度的變化也會引起應變片電阻的變化，因此在橋路上安裝帶補償?shù)膽兤c測量的應變片具有相同的溫度特性，以消除溫度的影響， ? 補償應變片應安裝在離測量應變片最近的地方，這就需要將兩個應變片以適當角度安裝在被測件上。 軸向加載的拉伸試樣 電阻應變片 應變軸電 阻 型金 屬 膜 片基 襯15 橋式測量電路 ? 應變式電阻傳感器常用來測量力、轉矩、壓力、加速度等物理量。 ? 典型的電阻應變片由一些電阻型金屬薄膜和基襯組成，基襯用來將所加載荷傳給應變片。因此，為了保證測量精度，通常次級（無論是測量儀表還是信號處理電路）的輸入阻抗越大越好。 13 電位器與負載阻抗 ? 當把測量儀表連接入輸出端時，相當于給輸出加了一個負載，將會產(chǎn)生測量誤差。因此，線圈式電位器的分辨率是單位長度繞圈數(shù)的倒數(shù)。 ?在任何情況下，只要改變電位器的有效分壓比，就可以得到不同的輸出電壓。 ?簡化了對傳感器和轉換器的維護。與接觸式測量相比，非接觸式測量有以下優(yōu)點： ?減少了接觸爆炸性、放射性、毒性、腐蝕性或易燃物質的危險性。 集成化智能傳感器簡圖 傳 感 器轉 換 器模 擬 信 號處 理A / D轉 換 器現(xiàn) 場微 處 理 器D / A轉 換 器輸 入控 制 控 制數(shù) 字 信 號數(shù) 字 輸 出模 擬 輸 出10 智能傳感器的功能 ? 自補償能力 ? 自校準功能 ? 自診斷功能 ? 自動定時測量 ? 自動量程轉換 ? 雙向通信功能 含義：兩種結合方式： 傳統(tǒng)的傳感器和微處理器（含采集單元）獨立的，可組合在一起，應用維護更換相對方便 把微處理器嵌入到傳感器中，半導體類傳感器與微處理器集成在同一塊芯片上，如用于地震勘探的加速度傳感器。 ? 使用經(jīng)濟 —— 成本低，壽命長，且便于使用、維修和校準。 ? 響應速度快，工作穩(wěn)定，可靠性好。 8 傳感器的一般要求 ? 足夠的容量 —— 傳感器的工作范圍或量程足夠大；具有一定的過載能力。 ? 頻率輸出 —— 產(chǎn)生的信號頻率是被測量的函數(shù)，輸出是連續(xù)波形或脈沖波形，可以用計數(shù)器和定時器將其轉化成數(shù)字形式。 ? 根據(jù) 輸出信號 分類 ? 模擬量輸出 —— 產(chǎn)生一個連續(xù)的輸出信號，信號的某些性質直接與被測量大小有關。 ?其它 ──硬度、粘度。 ?質量 —— 重力、負載、密度。 ?加速度 ──振動。 6 傳感器和轉換器的分類 ? 根據(jù) 功能 分類 ，典型的被測量如下 ?位移 —— 線位移和角位移。 ? 有源傳感器在轉換中需要外界附加能量。 ? 無源傳感器在轉換中不需要外界附加能量。 ?化學能 ──涉及到物質內部結構和行為，主要參數(shù)有：濃度、晶體結構和凝聚狀態(tài)等。 ?電能 ──主要參數(shù)有電流、電壓、電阻、電容和電感等。 ?熱能 ──可以利用多種溫度效應和熱效應。主要參數(shù)有：頻率、相位、強度和極化方向等。有六種能量形式可用于信息傳遞。 ? 后處理級對一定時間間隔內發(fā)生的脈沖進行計數(shù)，并計算出編碼盤的旋轉速度。 ? 從傳感器輸出的信號經(jīng)過后處理級的處理后得到最終輸出信號。在傳送過程的同時，能量形式也可能發(fā)生變化。 ?傳感器 ──在測量系統(tǒng)中，對所測 (特定 )物理參數(shù)發(fā)生響應的器件。機械電子工程原理 第七章 傳感器與轉換器 概述 ? 在許多測量系統(tǒng)中，傳感器和轉換器都是用來獲取系統(tǒng)狀態(tài)信息的。本書采用以下定義，但在使用時通常不做嚴格區(qū)分。 ?轉換器 ──把能量和信息從系統(tǒng)某一部分傳送到系統(tǒng)另一部分的器件。 2 數(shù)據(jù)測量時的預處理和后處理 ? 除了傳感器和轉換器，測量系統(tǒng)還包括一個預處理級和后處理級 ? 預處理級是在信號與傳感器接觸之前提取信號特征，然后對輸入信號檢測、響應并將輸入信號提供給傳感器。 預 處 理 階 段 傳 感 器 / 轉 換 器 后 處 理 階 段輸 入輸 出3 一個實例 —— 轉速測量系統(tǒng) ? 從光源發(fā)出的光經(jīng)過帶有狹縫的圓盤 (稱為編碼盤 )后產(chǎn)生一系列的脈沖，換能器接收這些脈沖并將其轉換成電脈沖。 RE+計 數(shù) 器定 時 器換 能 器光 源碼盤4 可用于信息傳遞的能量形式 ? 傳感器傳遞信息的物理基礎是能量轉化。 ?輻射能 ──包括所有的電磁波譜。 ?機械能 ──主要參數(shù)有：距離、速度、尺寸和力等。主要參數(shù)有熱容、潛熱和相變特性等。 ?
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