传感器原理讲稿.ppt

振弦式传感器 2.4 故障排除 2）仪器读数不稳定 a、测量档位选择：仪器出厂时一般都标有频率范围，测量时需选择相应的激振频率范围； b、仪器读数超量程； c、存在干扰：仪器及信号传输线路附件是否存在马达、发动机、交流动力电缆。可将信号电缆屏蔽线接地来改善信号质量； d、读数仪本身是否正常？可尝试换用其他仪表进行测量； e、仪器绝缘度降低：由于电缆接续接头处理不当或电缆老化、受损，导致电缆进水。 常用仪器类型及原理-3 3 电位器式传感器（位移计） 3.1 仪器原理 该类仪器实质上为一个滑动变阻器，采用先进的精密导电塑料电位器生产工艺制造，可基本作到电阻值沿精密导电塑料长度均匀分布，滑竿的位移量与电阻比成线性关系。电位器式传感器的精度可作到万分之几。 计算公式：Δα=Kf*(Ri-Ro) 式中： Δα---位移量mm Ro---初始位置电阻比 Ri ：测量位置电阻比 Kf ：仪器灵敏度系数 电位器式传感器 3.2 仪器测量 电位器测量采用了恒压源激励比值测量方法来精确确定电位器中间抽头的位置，并可消除温度及电压源稳定性对测量的影响。为了消除传感器长导线电阻的影响，采用了五芯测量方法。 常用仪器类型及原理-4 4 电容式传感器 4.1 仪器原理 电容式传感器是指能将被测物理量转化为电容变化的一种传感元件。电容器的电容是构成电容器的两极板形状、大小、相互位置、电介质的介电常数的函数。 对于最简单的平板电容器而言，其电容量C为： C=ε*Ｓ/ｄ 其中， ε—介质的介电常数； S—极板的面积； ｄ—极板间距离。 电容式传感器 4.1 仪器原理 如将一侧极片固定，另一侧极片与被测物体相连，当被测物体发生位移时，将改变两极片间电容的大小。通过一定测量线路将电容转换为电信号输出，即可测定物体位移的大小。将两个结构完全相同的电容式传感器共用一个活动电极，即组成差动电容传感器。 电容式传感器 4.2 仪器结构 电容式仪器的分为变极板距离和变正对面积两种结构方式。 1）变极板距离方式测量 电容式传感器 4.2 仪器结构 2）变面积方式测量 电容式传感器 4.3 仪器测量 电容式传感器的输出电容值很小，并且其绝对值随温度、湿度等各种环境因素的影响，测量极为困难。因此采用新型的技术和方法： 1）采用相关检测技术，使得传感器在保证高测量精度和强抗干扰能力的同时具有极高的稳定性。 2）激励信号由微处理控制器控制产生幅值或频率可程控调节的正弦信号以改变整个测量回路的增益，使得测量电路能够适应各种不同容量大小的电容传感器的测量。 3）采用比值测量方法，使测量结果不受温度、湿度等环境因素的影响。 由激励信号源输出一定幅值和频率的正弦激励信号至电容传感器的两个极板，通过共用电极将信号耦合至前置放大器，进行信号调理后进行模数转换后输入微处理器。由于采用了相关检测法，因此测量结果具有很高的信噪比。 电容式传感器 4.4 仪器特点 电容传感器具有结构简单（传感器无任何电子元件）、灵敏度高、动态响应快、极板经处理后可在高温高湿度等恶劣环境下长期稳定工作的特点。 电容式传感器能够在相对湿度95%的环境下长期可靠工作，但这并不意味着这类精密仪器能够在水等经常流入坐标仪的情况下还给出准确的测值，因此必须采取措施防止水进入仪器内。 电容式传感器 4.5 故障排除 1）读数异常（error），一般可通过测量模块的自检功能来获得大概的故障提示： a、引线故障：极板或中间极引线断开，根据提示重新焊接牢固电缆引线； b、绝缘不良：电缆老化或引线焊点绝缘降低，可采用100V兆欧表监测仪器和电缆绝缘度，重新焊接或更换电缆可恢复； c、超量程：导致电容值过小，无法检测读数。 电容式传感器 4.5 故障排除 模块自检故障提示表 故障代码 故障原因 处理办法 Error40 中间极引线或极PA、PB引线均故障 重新焊线，检查电缆是否完好 Error41 极PA引线故障 Error42 极PB引线故障 Error43 输入电路故障 将采集模块或变送器返厂维修 Error44 中间极与极PA绝缘不良 重新焊线，检查电缆是否完好 Error45 中间极与极PB绝缘不良 Error46 中间极与极PA或PB短路 Error49 与变送器通信故障 检查电缆线路或变送器 Error50 变送器测量故障