位移传感器综述.ppt

位移传感器;位移传感器;机械位移传感器分类;电位器式位移传感器;电位器转轴上的电刷将电阻体电阻R0分为R12和R23两部分，输出电压为U12。 改变电刷的接触位置，电阻R12亦随之改变，输出电压U12也随之变化。 通过测量输出电压或者将其进行转换就可以得到位移参数;;金属膜电位器;导电塑料电位器;电位移传感器优点与缺点;电容式位移传感器;变极距式电容传感器的初始电容C0: 只要测出电容变化量⊿C，便可计算得到极板间距的变化量，即极板的位移量⊿d。 除用变极距式电容传感器测位移外，还可以用变面积式电容传感器测角位移。;(a) 变极距式示意图； (b) 变极距式的特性； (c) 差动式示意图;螺管式电感位移传感器;变气隙式自感式传感器的结构原理图 （a） 单边式； （b） 差动式 ; 变气隙截面式电感传感器 ;差动传感器;;由绕组不对称引起的零点残余电压可以通过调节衔铁初始位置进行消除，然而因相位误差造成的零点残余电压是无法通过调节衔铁初始位置进行消除的。 （1） 从设计和工艺上尽量保证线圈和磁路对称，选用高性能的导磁材料，导磁体必须经过热处理，消除残余应力，以提高磁性能的均匀性和稳定性。 （2） 采用相敏检波电路不仅可以鉴别衔铁的移动方向， 而且有利于消除零点残余电压。 （3） 采用适当的补偿电路。;电涡流传感器;;涡流可以用来测量各种形式的位移量。(a)为汽轮机主轴的轴向位移测量示意图；(b)为磨床换向阀、先导阀的位移测量示意图，(c)为金属试件的热膨胀系数测量示意图。;电涡流式传感器的转换电路;谐振电路调幅原理图 （a） 电路原理图； （b） 谐振特性曲线；（c） 调幅特性 ;晶体振荡器输出频率固定的正弦波，经限流电阻R接电涡流传感器线圈与电容器的并联电路。当LC谐振频率等于晶振频率时输出电压幅度最大，偏离时输出电压幅度随之减小，是一种调幅波。 该调幅信号经高频放大、检波、滤波后输出与被测量相应变化的直流电压信号。;电涡流轴向贯穿深度的影响;为充分利用电涡流以获得准确的测量效果， 使用时应注意以下两点： （1） 导体厚度的选择：采用透射法测厚度时，应使导体的厚度小于轴向贯穿深度。 （2） 励磁电源频率的选择： 导体材料确定之后， 可以通过改变励磁电源频率来改变轴向贯穿深度。 电阻率大的材料应选用较高的励磁频率， 电阻率小的材料应选用较低的励磁频率;电涡流的径向形成范围;　电涡流强度与距离的关系 　　电涡流强度随着距离与线圈外径比值的增加而减少, 当线圈与导体之间的距离大于线圈半径时，电涡流强度已经很微弱。 为了能够产生相当强度的电涡流效应，通常取距离与线圈外径的比值为0.05～0.15。 非被测金属物的影响 　　由于任何金属物体接近高频交流线圈时都会产生涡流， 为了保证测量精度，测量时应禁止其他金属物体接近传感器线圈。;电涡流涂层厚度仪 ;数字位移传感器;旋转编码器;;;增量式编码器的结构;数字式位置传感器的应用;光栅位移传感器;常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ，并且两个光栅尺刻面相对平行放置时，在光源的照射下，位于几乎垂直的栅纹上，形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹”。 ;莫尔条纹有两个重要的特性： (1) 当指示光栅不动，主光栅左右平移时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向上下 移动。 查看莫尔条纹的上下移动方向，即可确定主光栅左右移动方向。 (2) 莫尔条纹有位移的放大作用。当主光栅沿与刻线垂直方向移动一个栅距W时，莫尔条纹移动一个条纹间距B。 当两个等距光栅的栅间夹角θ较小时，主光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移动KW距离，K为莫尔条纹的放大系数： 这样，可把肉眼看不见的光栅位移变成为清晰可见的莫尔条纹移动，可以用测量条纹的移动来检测光栅的位移。可以实现高灵敏的位移测量。 ;光栅位移传感器的结构及工作原理;光栅位移传感器的应用;磁栅位移传感器;磁栅位移传感器;;下图是磁信号与静态磁头输出信号波形图。 磁头输出信号经检测电路转换成电脉冲信号并以数字形式显示出来。;磁栅传感器应用;容栅位移传感器;激光位移传感器;三角测量法;基本原理是光学三角法： 半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集，投射到CMOS阵列④上；信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。 ;回波分析法;常见的一些数字式 激光位移传感器 的产品：;谢谢！