03-传感器技术.ppt

3.4.1 超声波式料位传感器 图中a)为单探头式超声波料位传感器，安装在被测液面(或斜面)的上方，工作时在控制电路的控制下，超声波探头发出声波。声波以一定的速度传播，到达被测液面后反射回来，又被探头接收并转换为电信号。 3.4.1 超声波式料位传感器 若超声波的传播速度为v，超声波从发射到接收所经历的时间为t，则料位器距被测波面的距离h为 3.4.1 超声波式料位传感器 因b)为双探头式超声波料位传感器．其中一个探头起发射作用，另一个探头则起接受作用。工作时，由于声波经过的路程为s，可得： 3.4.2 电容式料位传感器 电容式料位传感器是利用被测介质面的变化，引起电容变化的一种变介质型电容传感器。图a)用于测量非导电液体介质的液位，图b)用于测量非导电固体散料的料位。 3.4.2 电容式料位传感器 因为固体散料容易“滞留”，故一般不用双层电极，而用电极捧和容器壁组成内外电极。 由上式可知，电容值与料位高度成正比，当料位改变时，电容量也随之改变。电容的变化被电子部件转变为与物位成正比的电压或电流信号，然后送给外接的仪表显示。 3.4.3 阻旋式料位开关 阻旋式料位开关广泛应用于物料料位的上、下限硼喇控制。料位开关利用微型电机做驱动装置，微电机经减速后，带动检测叶片以1-5r/min的转速旋转。当被侧物料的料位上升使叶片的转动受到阻碍时，检测机构便围绕主轴产生旋转位移。此位移首先使一个微动开关动作，发出有料信号。随后另一个微动开关动作，切断电机电源使其停转。只要此料位不变，这种状态便一直保持下去。当料位下降检测叶片失去阻力时，检测机构便依靠弹簧拉力使其恢复原始状态。首先一个微动开关动作、接通电机电源使其旋转随后另一个微动开关动作发出无料信号，只要没有物料阻挡检测叶片的转动，此种状态也将一直保持下去。 现代工程机械电液控制技术 贺湘宇 3、传感器技术 3.1 传感器技术概述 3.2 温度传感器 3.3 位移传感器 3.4 料位传感器 3.1 传感器技术概述 传感器技术是运用在自动检测和控制系统中，并对系统运行的各项指标和功能起重要作用的一门技术。系统的自动化程度越高，对传感器的依赖性就越强。传感器技术所要解决的问题是如何准确可靠地获取控制系统中的信息，并结合通信技术和计算机技术完成对信息的传输和处理，最终对系统实现控制的目的。 传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础学科，它们分别构成了自动检测控制系统的“感觉器官”，“中枢神经”和“大脑”。 3.1.1 什么是传感器？ 传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的于应用的某种物理量的测量装置。 这一概念包含下面四个方面的含意： 1)传感器是测量装置，能完成信号获取任务。 2)它的输人量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等。 3)它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量。 4)输出输入有对应关系，且应有一定的精确度。 3.1.2 传感器的组成 传感器的功用是一感二转，即感受被测信息，并传送出去。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。 3.1.2 传感器的组成 1)敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系酌某一物理量的元件。 2)转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入量转换成电路参数量。 3)转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。 3.2 温度传感器 温度是表征物体或系统的冷热程度的物理量。温度单位是国际单位制中七个基本单位之一。从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理量；从热平衡观点来看，温度是描述热平衔系统冷热程度的物理量；从分子物理学角度来看，温度反映了系统内部分子无规则运动的剧烈程度。 检测温度的传感器或敏感元件很多，包括膨胀式温度测量、电阻式温度传感与测试、热电偶温度汁、辐射式温度计、石英晶体测温传感器、光导纤维温度计、薄膜热传感器、集成温度传感技术等测温原理及方法。 3.2.1 温度传感器应满足的要求 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温度呈线性变化； 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； 3.2.2 温度传感器分类 热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅 分 类 特 征 传 感 器 名 称 超高温用传感器 1500℃以上 光学高温计、辐射传感器 高温用 传感器 1000～1500℃ 光学高温计、辐射传感器、热电偶 中高