第五章第四节传感器与变送器技术分析.ppt

第四节 传感器与变送器 反馈控制系统传递方框图 控制 单元 执行 单元 控制 对象 测量 单元 p(t) q(t) y(t) b(t) r(t) e(t) + - d(t) 测量单元的作用是检测被控量的实际值，并把它转换成统一的标准信号。 测量单元＝测量传感器＋信号变送器 一、 船舶机舱常用传感器 1、温度传感器 （1）、热电阻式温度传感器 由热电阻和测量桥路组成的热电阻式温度传感器如图4-1-1所示。 4-1-1 （ 2）、热电偶式温度传感器 热电偶的冷端温度补偿原理如图4-1-2所示。 4-1-2 2、压力传感器 （1）、电阻式压力传感器 电阻式压力传感器结构和工作原理如图4-1-3所示。 （2）、金属应变片式压力传感器 金属应变片式压力传感器原理如图4-1-4所示。 4-1-3 4-1-4 （3）.电磁感应压力检测器 如图4-1-5所示 图4-1-5 电磁感应压力传感器原理图 3液位传感器 （1）.变浮力式液位传感器 如图4-1-6所示 图4-1-6 变浮力液位传感器原理图 （2）.吹气式液位传感器 如图4-1-7所示 图4-1-7 吹气式液位传感器 4.流量传感器 （1）.容积式流量传感器 如图4-1-8所示 容积式容量传感器主要用来检测油和水的流量，它由检测齿轮1、转轴2、永久 磁铁3和干簧继电器4组成，如图4-1-8所示。当流体自下向上流过时，由于磨擦力 存在，因此有压力损失，使进口流体压力p1大于出口流体压力p2，检测齿轮在压 力差的作用下，产生作用力矩而转动，通过的流量越大，齿轮转速越快。齿轮转 动经轴2上端的永久磁铁3来驱动干簧继电器4，使其触点闭合与断开，从而输出 反映流量大小的电脉冲信号。 图4-1-8 容积式流量传感器原理图 （ 2）、电磁式流量传感器 电磁式流量传感器是根据电磁感应原理来检测流量的，所以只适用于测量导体电液体的流量。它主要由一对磁极、一对电极和检测放大电路组成，如图5-2-9所示。一对磁极置于管道两测，以产生一磁场，导电液体在磁场中垂直于磁通方向流动时，切割磁力线，于是在两个电极上产生感应电势，其电势的大小与液体的体积流量成比例，感应电势经放大后输出。 图4-1-9 电磁式流量传感器 （3）差压式流量传感器 如图4-1-10所示 图4-1-10 差压式流量传感器 5.转速传感器 （1）.测速发电机 测速发电机有直流和交流两种形式。 测速发电机测得的转速信号可送至转速表来指示主机的转速和转向,但作为控制系 统中的转速反馈和转速逻辑鉴别信号,因不能使用电压,故必须经过整流把倒车负 极性电压信号转换成正极性电压信号,如图4-1-11所示: 图4-1-11 整流后主、倒车转速对应的电压值 1.测速发电机 测速发电机利用导体切割磁力线所产生的感应电势与转速成比例的原理,把转速变 换成相应的感应电势。 U=K·n,式中k为比例系数。U的大小反映了主机转速的高低，U的极性反映了主机 的转向。 （2）交流测速发电机 由于直流发电机存在电刷等部件易引起故障，故在新型船舶中多采用交流测速 发电机。其电压信号是交变的，需要对它进行相敏