常用传感器第三章课件.ppt

传感器在非电量电测系统中的作用： 2) 金属应变计 金属应变计有: 丝式和 箔式 优点:稳定性和温度特性好. 缺点:灵敏度系数小. 3) 半导体应变计 优点：应变灵敏度大;体积小;能制成具有一定应变电阻的元件. 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。 测试技术 主要研究内容： 1.了解传感器的分类 　　　 2.常用传感器测量原理 3.传感器选用 测试技术基础 3.1 概 述 1. 传感器(Sensor)定义 传感器是能感受规定的被测量、并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成(GB766-87)。 目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的器件或装置。 第三章 常用传感器 一是 敏感作用： 感受并拾取被测对象的信号 二是变换作用： 被测信号转换成易于检测和处理的电信号 概 述 获得传感器信号的两种方法：直接获得电信号的变化（开关传感器）；将物理量变换成电信号的变化（水位、压力等）。 2. 传感器的分类 (1)按被测物理量分类: (2)按传感器元件的变换原理分类: 位移传感器,流量传感器,温度传感器等. 电阻式,电容式,电感式,压电式、光电式等. 物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换. 例如:水银温度计,压电测力计. 结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变. 例如:电容式和电感式传感器. 概 述 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化. 例如:电阻应变片. 能量传递型:从某种能量发生器与接受器进行能量传递过程中实现敏感检测. 例如:超声波发生器和接受器. (3)按传感器的能量传递方式分类: 概 述 3. 传感器的性能要求 足够的容量 匹配性好，转换灵敏度高 精度适当，稳定性高 反应速度快，工作可靠性高 适应性和适用性强 概 述 电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器 按工作的原理可分为: 热敏式 电阻应变式 变阻器式 光敏式 电敏式 3.2 电阻式传感器 第三章 常用传感器 电阻应变式传感器--应变片 金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。 电阻式传感器 1) 工作原理 金属应变片的电阻R为 电阻式传感器 (1) 金属应变片（?不变） 金属应变计 (2) 半导体应变片（?变化） 半导体应变计 电阻式传感器 应变计 电阻式传感器 应变计 电阻式传感器 体型 薄膜型 扩散型 案例： 4) 应用 电阻式传感器 案例：电子称 原理 将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。 德国HBM电阻应变式传感器 电阻式传感器 3.3 电容式传感器 1.变换原理: 将被测量的变化转化为电容量变化 两平行极板组成的电容器,它的电容量为: + + + ? A ? 当被测量δ、A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化。 第三章 常用传感器 2 分类 a) 极距变化型; + + + c) 介质变化型 电容式传感器 b)面积变化型:角位移型,平面线位移型,柱面线位移型. 3 应用 1.震动，偏心，裂纹，振荡，同心度 2.位移，移动，位置，膨胀 3.挠度，变形，波动，倾斜 4.尺寸，公差，分选，零件识别 5.冲击，应变，轴向振动 6.轴承振动，油膜间隙，磨擦，偏心 电容式传感器 3.4 电感式传感器 电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。 分类: 电感式传感器 自感型 可变磁阻型 涡流式 互感型 第三章 常用传感器 1 自感型--可变磁阻式 a)变间隙型 原理:电磁感应 电感式传感器 b)变面积型 c）螺线管型 电感式传感器 d)差动型 电感式传感器 2 涡流式 原理:涡流效应 原线圈的等效阻抗Z变化： 电感式传感器 a)高频反射式：（集肤效应） 电感式传感器 b)低频透射式：（互感原理） 案例： 连续油管的椭圆度测量 Coiled Tube Eddy Sensor Reference Circle 原理： 电感式传感器 案例： 无损探伤 原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。 火车