机械工程测试技术第2版教学课件作者陈花玲主编4参数式传感器及其应用课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * 机械电子系统中，信息处理软件被称为柔性智能零件，涉及的范围越来越广，但是基本的问题主要围绕着采集、处理、管理、分析、控制、传输等。 * * 机械电子系统中，信息处理软件被称为柔性智能零件，涉及的范围越来越广，但是基本的问题主要围绕着采集、处理、管理、分析、控制、传输等。 二段式差动变压器测量技术 测量大位移时可采用两段式差动变压器 ,工作行程可达数百毫米（线圈布局不同、心棒构造不同） l（1L、1R）一感应线圈 2一铁心 3一滑动支承 4一外壳 5一端盖 6一磁极 7一胶木管 8一励磁线圈 4、电感式传感器 灵敏度一般可达0.5-5V/mm 。为提高灵敏度，励磁电压在10V左右，电源频率以1-10kHz为好 。 差动变压器 （3）电涡流传感器 涡流效应（电磁感应定律）：块状金属置于变化着的磁场中或在磁场中运动时，金属内会产生感应电流，这种电流在金属体内自身闭合，称为电涡流，此现象为电涡流效应。 (与变压器原理相似,二次侧只有一匝并且输出端总是短路的。) 结构：高频激励电流+线圈 表征：电涡流线圈的等效阻抗 Z=R+jωL=F（i1、f、?、?、t、x） 靠近的被测导体内产生电涡流i2，它也产生交变磁场H2，H2的方向与H1的方向相反。由于磁场H2的反作用，导致传感器线圈阻抗变化。 4、电感式传感器 测量原理： 线圈阻抗与距离x、导体?、?、t有关，通过测量阻抗变化获得位移、振动、材料鉴别、探伤等 灵敏度取决于被测面材料 (?、?、t) 电涡流传感器特性 1）电涡流在金属导体的纵深方向不是均匀分布的，只集中在导体表面。 频率越高，渗透深度越浅 频率越低，渗透深度越深 因此，改变频率可控制检测深度。 2）当被测对象的材质改变时，输出的特性曲线也不同。 特别是铁磁材料差异更大，使用时要注意。 优点：非接触测量 、线性好，工作范围宽，分辨率高，受温度、湿度的影响小，使用调整也比较方便 。 缺点：灵敏度稍低于变气隙式电容传感器。 4、电感式传感器 这点优于 电容传感器！ （1）自感压力传感器 结构 膜盒——弹性敏感元件——衔铁 原理：压力变化时，膜盒带动衔铁位移，线圈自感变化 1—衔铁 2—铁芯 3—线圈 4—膜盒 4、电感式传感器 5—C型弹簧管 6、8—线圈 7 —衔铁 9—机械零点调零螺钉 （2）变隙差动式自感压力传感器 结构 C形弹簧管——弹性敏感元件——衔铁 原理：流体压力进入弹簧管后，其自由端向外伸展，带动动衔铁移动，引起电感变化 3）电感式传感器的应用 4、电感式传感器 （3）互感型轴向电感测微计 核心：螺线管式差动变压器，常用于测量工件的外形尺寸和轮廓形状 国产差动变压器传感器主要技术参数 参数 型号 量程 （mm） 线性度 （％） 分辨力 （μm） 灵敏度DC (mv/mm) 输出DC (v) －1型 0~±1 ＜0.5 ＜1 600 ±0.6 －5型 0～ ±5 0～10 ＜0.8 ＜2 600 ±3 －10型 0～ ±10 0～20 ＜0.8 ＜10 300 ±3 －15型 0～ ±15 0～30 ＜1 ＜10 100 ±1.5 －30型 0～ ±30 0～60 ＜1 ＜20 270 ±8 －50型 0～ ±50 0～100 ＜1 ＜20 150 ±8 －200型 0～ ±200 0～400 ＜1 ＜30 50 ±10 电源： DC27v或AC220v （4）电涡流传感器的应用 4、电感式传感器 电感式传感器回顾 特点 结构简单、测量范围大、输出功率大，性能稳定，可非接触测量 类型 1）自感型 常用差动方式，测量范围小 可测量位移、压力等 2）互感型 常用差动方式，测量范围大 主要用于测量位移。 3）电涡流型 线性好、工作范围宽、受温度、湿度影响小 可测量位移、转速、厚度等；与表面电导率有关的表面温度、表面裂纹等；与材料磁导率有关的材料型号、表面硬度等。 回答问题： 1.电阻式、电容式、电感式传感器能测量哪些量？ 2.电容式传感器有几种类型？各自的特点是什么？ 3.电涡流传感器一般测量什么量，其工作原理是什么？ 电阻式传感器： 本章回顾 几种基本类型 力、压力、扭矩、温度、位移等 电容式传感器： 电感式传感器： 测量范围大、接触测量、非接触测量 可测哪些物理量 应变式、热电阻式、电位计式 特点 几