機械電子工程原理第七章傳感器與轉換器-閱讀頁
2025-02-22 19:33本頁面
【正文】 ?結構簡單 (因為沒有活動電觸點，所以工作可靠 ) ?測量范圍寬 (可達幾百毫米 ) ?靈敏度高 (微米級 ) ?重復性好 29 電感式位移傳感器 ? 電感式 位移傳感器具有無滑動觸點，工作時不受灰塵等非金屬因素的影響，并且低功耗，長壽命，可使用在各種惡劣條件下。在 100Hz或更高頻率下對線圈激磁，這時擾流器中感生的渦流會改變線圈的有效電感，且此電感是關于擾流器位置的函數(shù)。 a) 內(nèi)置式擾流器 b) 外置式擾流器 運 動 方 向線 圈 1 線 圈 2L1公 共 端L2擾 流 器運 動 方 向線 圈 1線 圈 2L2公 共 端L1擾 流 器擾 流 器31 感應同步器 ? 直線式感應同步器包括一個固定導軌（可達幾米長）和一個滑塊。滑塊上裝有一對繞組，兩繞組的相對距離成 1/4節(jié)距，即 90176。 ? 當在滑軌線圈上加一正弦信號時（頻率達幾千赫），滑塊繞組上將產(chǎn)生兩個電壓，兩個電壓的相位差是 90176。在幾毫米的距離內(nèi)，其分辨能力可達 2～ 3μm。 ? 當需要測量旋轉速度時可以采用直流或交流轉速表，其輸出電壓即直接與所測角速度成正比。 ? 當導體所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，導體的電阻值也會隨著溫度的變化而變化，熱電阻傳感器就是根據(jù)這一特性來測量溫度的。 ? 溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。 36 37 ? 從紅外到紫外的譜范圍內(nèi)，都能用光轉換器進行測量，在大多數(shù)情況下其測量都是非接觸式的，并且能在惡劣的環(huán)境（諸如超高溫和電磁干擾嚴重的場合）中工作。 光 源 光 轉 換 器 檢 測 器光 傳 輸 介 質光 傳 輸 介 質輸 入 物 理 量39 光電探測器 ? 光電探測器的理論基礎是光電效應，光電效應可分為三種不同的類型。 40 光電探測器 ? 熱敏光電探測器通過監(jiān)測入射的輻射熱在探測器中所產(chǎn)生的熱進行工作。 ? 量子光電探測器利用入射光在探測器中產(chǎn)生電子空穴對來進行工作。光電效應是在 PN結上產(chǎn)生一個電壓，而光敏效應則是利用入射能來改變材料的導電性能。 a)受光照的 PN結 b)光電特性 光 線 照 射NPVoVoiO未 受 光 照 射的 特 性受 光 照 射的 特 性42 光敏電阻 ? 當光線照射 N型材料時，其導電性發(fā)生顯著變化，這可以通過電橋來檢測 。常用的材料有銻化銦（ InSb）（適合于波長為 7μm的光線）和硫化鎘（ CdS）（適合于波長為 ）。 ? 硅光電池價格便宜， 轉換效率高，壽命長，適于接受紅外光 。 ? 砷化鎵光電池轉換效率比硅光電池稍高，光譜響應特性則與太陽光譜最吻合。因此，它主要用于宇宙飛船、衛(wèi)星、太空探測器等的電源。 44 光電二極管 ? 光電二極管一般處于反向工作狀態(tài)，在沒有光照射的時候，光電二極管的反向電阻很大、反向電流很小。 a) 結構 b) 應用 光 線 照 射NPEPN+RL45 光電三極管（光敏晶體管） ? 光電三極管可以看成是一個光敏二級管與一個晶體管組成，兩管共用一個基極。光電三級管由于有了放大功能，因此其靈敏性得到了提高。在一塊長條型的光學玻璃上均勻地刻上明暗相間、寬度相等的線條，就構成了一條光柵。 ? 把兩個相同的光柵疊在一起，并使它們以一個角度 θ相交，則會產(chǎn)生一個明暗相間的條紋，即莫爾條紋。 指示光柵和標尺光柵組成光柵副。在需要隨時了解物體確切位置的場合下，常用這種編碼器。 ? 如圖 a)所示為一個典型的采用雷格編碼（反射碼）的 8位旋轉式位置編碼器，它比圖 b)所示的二進制編碼器更為優(yōu)越，因為二進制編碼在任何變化時只有一位發(fā)生變化，這就有可能在變化時因錯讀位而產(chǎn)生誤差。這類材料有石英、酒石酸鉀鈉、鋯鈦酸鉛陶瓷、鈮酸鉀鈉，聚乙二烯等等。它是許多敏感器件和換能器的基本原理。有許多方法可以采用，其原理相差很大，選用哪一種方法須根據(jù)具體應用場合而定。 53 超聲法測距離 ? 超聲測距儀測的是發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時間間隔。 54 思考題 ? 為了節(jié)省能源，需要根據(jù)自然光的亮度來開、關路燈，即只有在夜間或天氣很暗的時候才打開路燈，應該用何種器件來控制路燈的開、關？并說
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