第7章位移传感器.ppt

7.8 流量及流速传感器 流量及流速传感器的种类有： 电磁式流量传感器、涡流式流量传感器、 超声波式流量传感器、热导式流速传感器、 激光式流速传感器、光纤式流速传感器、 浮子式流量传感器、涡轮式流量传感器、 空间滤波器式流量传感器。 7.8.1 电磁式流量传感器 如图7-19所示，在励磁线圈加上励磁电压后，绝缘导管便处于磁力线密度为B的均匀磁场中，当导电性液体流经绝缘导管时，电极上便会产生电动势： 图7-19 电磁式流量计工作原理图 1-铁芯 2-电极 3-绝缘导管 4-励磁线圈 5-液体 管道内液体流动的容积流量与电动势的关系为 可以通过对电动势的测定，求出容积流量。 7.8.2 电磁式流速传感器 如图7-20所示。 励磁电压信号为方波信号。 由方波发生器发出的方波信号一路经励磁放大器功率放大后，送入传感器的励磁线圈进行励磁； 另一路作为采样、鉴相脉冲信号。 传感器 输入回路 前置放大器 主放大器 励磁放大器 直流放大器 滤波器 方波 发生器 采样、 倒相、 鉴相器 UOUT 流动液体 图7-20 电磁式流速传感器的电路框图 流动液体在电极上产生的信号经输入回路阻抗变换和前置放大，再由主放大器进行放大。 放大后的信号经采样、倒相、鉴相。 所得信号滤去杂波后由直流放大器放大输出，为检测到的流速信号UOUT。 用于自来水、工业用水、农业用水、海水、污水、污泥、化学药品、食品、矿浆等流量检测。 7.8.3 涡轮式流速传感器 涡轮式流速传感器是利用放在流体中的叶轮的转速进行流量测试的一种传感器。 叶轮转速的测量如图7-21所示。 图7-21 涡轮流量传感器结构原理图 叶轮的叶片可以用导磁材料制作， 由永久磁铁、铁芯及线圈与叶片形成磁路。 当叶片旋转时，磁阻将发生周期性的变化，从而使线圈中感应出脉冲电压信号。 该信号经放大、整形后输出，作为供检测转速用的脉冲信号。 7.9 实训 7.9.1 灯光照射测转盘转速 荧光灯的闪动频率为50Hz／S，灯光照射到转盘上，将会产生反射。 在转盘的圆周均匀画上m个长方形的格子，转动时，若能稳定看清楚格子，则转速为荧光灯闪动频率的某一比例数。 mV=nf1 增加荧光灯闪动频率（用变频率电源）到再一次看清楚格子。 mV= (n-1) f2 根据两次荧光灯的闪动频率可以计算出转盘的转动速度。mV=f2f1/(f2-f1) 7.9.2太阳能热水器水位报警器的装调 电路如图7-22所示。 装调该太阳能热水器水位报警器电路,进行水位报警实验，过程如下： (1) 准备电路板、晶体管、电极、报警器等元器件,认识元器件； (2) 装配水位报警器电路； (3) 将三个探知电极安置于水盆的不同水位高度，接通水位报警器电路，给水盆中慢慢加水； (4) 在正常水位、缺水水位、超高水位对电路的报警效果进行电路调整； (5) 进行正常水位、缺水水位、超高水位时电路的报警实验； (6)实验过程和结果记录。 图7-22 太阳能热水器水位报警器 * 磁栅是一种有磁化信息的标尺。 它是在非磁性体的平整表面上镀一层约0.02mm厚的Ni-Co-P磁性薄膜。 并用录音磁头沿长度方向按一定的激光波长λ录上磁性刻度线而构成的。 因此又把磁栅称为磁尺。 磁栅录制后的磁化结构相当于一个个小磁铁按NS、SN、NS……的状态排列起来，如图7-10所示。 磁栅的种类可分为单型直线磁栅、 同轴型直线磁栅和 旋转型磁栅等。 磁栅主要用于大型机床和精密机床作为位置或位移量的检测元件。 图7-10 磁栅的基本结构 磁栅和其它类型的位移传感器相比，具有 结构简单、 使用方便、 动态范围大（1～20m）和 磁信号可以重新录制等优点。 缺点是需要屏蔽和防尘。 磁栅位移传感器的结构如图7-11所示。它由磁尺（磁栅）、磁头和检测电路组成。 图7-11 磁栅位移传感器的结构示意图 当磁尺与磁头之间产生相对位移时，磁头的铁芯使磁尺的磁通有效地通过输出绕组，在绕组中产生感应电压。 该电压随磁尺磁场强度周期的变化而变化，从而将位移量转换成电信号输出。