發(fā)動機測試技術(shù)第四章傳感器基本類型及其工作原理-閱讀頁
2024-11-03 13:11本頁面
【正文】 荷放大器是一種輸出電壓與輸入電荷成正比的前置放大器。如圖 422。一般長電纜時取 ACf100Cc，可使電纜分布電容對測量的靈敏度無明顯影響，但是 Cf值選得過大也會使靈敏度下降。 ? 其基本原理如下 : 471 ? 由電磁感應(yīng)定律 ,具有 W匝線圈的感應(yīng)電動勢 e,其大小取決于磁通 Φ的變化率 ,即 dtdWe ???2021年 11月 11日 8時 10分 46 磁電式傳感器 ? 也可以寫成 ? 式中 : B為磁場氣隙磁感應(yīng)強度 。 dx/dt為線圈和磁鐵間相對運動的線速度 。 α為運動方向和磁感應(yīng)矢量的夾角 。 ?動圈式磁電感應(yīng)式傳感器 :這類傳感器的基本形式是速度傳感器，能直接測量線速度或角速度 ,還可以用來測量位移或加速度。 2021年 11月 11日 8時 10分 48 磁電式傳感器 ?動圈式磁電感應(yīng)式傳感器可以分為線速度型和角速度型等。 2021年 11月 11日 8時 10分 49 磁電式傳感器 2. 磁阻式傳感器 ?磁阻式傳感器：又稱為 變磁通式傳感器 或 變氣隙式傳感器 ，常用來測量旋轉(zhuǎn)物體的角速度。變磁通式傳感器對環(huán)境條件要求不高，能在 150～＋ 90℃ 的溫度下工作，也能在油、水霧、灰塵等條件下工作。 2021年 11月 11日 8時 10分 50 熱電式傳感器 ?熱電效應(yīng) ： 把兩種不同金屬導體接成閉合回路，如果兩端溫度不同 (設(shè) T＞ T0)，則在回路中就會產(chǎn)生熱電勢。若兩端的溫差越大，產(chǎn)生的熱電勢也越大。熱電偶用于測溫目的的基本性質(zhì)可歸結(jié)為以下四條。其大小取決于兩種金屬的性質(zhì)和兩端的溫度，與金屬導線尺寸、導線途中的溫度及測量熱電動勢在電路中所取位置無關(guān)。 ? 3）中間導體定律 ? 在熱電偶插入第三種金屬，只要插入金屬的兩端溫度相同，不會使熱電偶的熱電動勢發(fā)生變化。 ? 如圖 426中如果金屬 A和 B中的熱電動勢為 ， 代表金屬 B和 C中的熱電動勢， 代表金屬 A和 C中的熱電動勢，那么有 BCABAC EEE ??ABE BCEACE2021年 11月 11日 8時 10分 53 ?如圖 427為普通熱電偶的結(jié)構(gòu)圖示意圖，它由熱電極、絕緣管 (或絕緣子 )、保護套管、接線盒等幾部分組成。 ?熱電偶在測量溫度時，將測量端插入被測對象的內(nèi)部， 主要用于測量容器或管道內(nèi)氣體、蒸汽、液體等介質(zhì)的溫度 。為減小測量誤差，需對熱電偶冷端人為地采取一定措施，使其溫度為恒定，或用其他方法進行校正和補償。 2021年 11月 11日 8時 10分 56 ? 2）冷端溫度校正 ? 熱電偶的分度是在冷端保持為 0℃ 條件下進行的。 ? 在熱電偶冷端溫度 =0℃ 進行標定的情況下 ? 工作時，在熱電偶冷端溫度 的情況下 ? ? ? ? ? ?00, tttt eeE ??? ? ? ? ? ?00, tttt eeE ?? ??0t?0t2021年 11月 11日 8時 10分 57 ? 兩式相減得 ? 或 ? 根據(jù) 從分度表中查處校正值 算出校正后的熱電動勢 。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。 2021年 11月 11日 8時 10分 59 ?見圖 491 ?由于被光照射的物體材料不同，所產(chǎn)生的光電效應(yīng)也不同，通常光照射到物體表面后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為： 外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)以及阻擋層光電效應(yīng) 。 2021年 11月 11日 8時 10分 60 ? 2）內(nèi)光電效應(yīng) ? 在光線作用下能使物體電阻率改變的稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 ? 3）阻擋層光效應(yīng) ? 在光線作用下能使物體產(chǎn)生一定方向電動勢的稱為阻擋層光電效應(yīng)，屬于阻擋層光電效應(yīng)的轉(zhuǎn)換元件有光電池和光敏晶體管等。限于篇幅這里我們著重講解光電管的有關(guān)特性。 ? ①光譜特性 用單位輻射通量不同波長的光分別照射光電管，在光電管上產(chǎn)生大小不同的光電流。 ? 對于不同波長區(qū)域的光，應(yīng)選用不同光電陰極的光電管。 2021年 11月 11日 8時 10分 62 ? ② 光電特性 ? 光電管在固定陽極電壓下，光通量與光電流 (陽極電流 )之間的關(guān)系稱為光電特性。從圖 434可知，光電管的光電特性基本上呈線性關(guān)系，直線的斜率為其靈敏度。圖 435為光電管的伏安特性曲線。真空光電管一般工作于伏安特性的飽和部分，內(nèi)阻達幾百兆歐 。下圖 492是反射式光電傳感器工作原理。直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)見下圖。開孔圓盤的輸入軸與被測軸相連接，光源發(fā)出的光，通過開孔圓盤和縫隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，將光信號轉(zhuǎn)為電信號輸出。 2021年 11月 11日 8時 10分 66 ? 霍爾效應(yīng) : 金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng) 4101。 2021年 11月 11日 8時 10分 67 ? 霍爾元件由霍爾片、四根引線和殼體組成，如圖所示。 2021年 11月 11日 8時 10分 68 ? 1) 測量轉(zhuǎn)速 :霍耳元件通以恒定電流，齒輪的轉(zhuǎn)動使元件上的磁通量發(fā)生變化時，在霍耳元件上便輸出反映了轉(zhuǎn)速高低的脈沖信號。因此， c、 d兩端電勢為 VH1—VH2。如下圖。 ? 壓電式傳感器測量電路中為什么要接入前置放大器？電荷放大器有什么特點？ ? 為什么不能用壓電式傳感器測量變化比較緩慢的信號？ ? 為什么電感式傳感器一般都采用差動形式？ ? 通常采取什么方式提高壓電式傳感器的輸出靈敏度？
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