工程信号-4传感器2.ppt

2.涡流传感器的应用 转速测量 穿透式测厚 第四章 、工程测试信号的获取 表面裂纹测量 零件计数器 第四章 、工程测试信号的获取 径向振动测量 轴心轨迹测量 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 二、互感型--差动变压器式电感传感器 1.原理及特性 互感型电感传感器是利用互感M的变化来反映被测量的变化。这种传感器实质上是一个输出电压可变的变压器。当变压器初级线圈输入稳定交流电压后，次级线圈便产生感应电压输出，该电压随被测量的变化而变化。 第四章 、工程测试信号的获取 衔铁居中 M1=M2 ey=e1- e2 =0 衔铁偏移 M1≠M2 ey=e1- e2 ≠ 0 ey= f(x) 被测位移 第四章 、工程测试信号的获取 初级线圈输入交流激励电压时，次级线圈将产生感压电动势e1和e2。由于两个次级线圈极性反接，输出电压为ey=e1-e2。 2.差动变压器的测量电路 图示为用于小位移的差动相敏检波电路的工作原理，当没有信号输入时，铁芯处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压减小；当有信号输入时，铁芯移上或移下，其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。由表头指示输入位移量的大小和方向。 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 第四章 、工程测试信号的获取 4.5 磁电式传感器 基本变换原理： 物理量的变化 ? 感应电动势 = f ( 磁路磁阻、磁场强度、线圈运动速度) 线圈匝数 磁通量变化率 特点： 不需要外部供电电源，电路简单，性能稳定，输出阻抗小，又具有一定的频率响应范围(一般为10～1000Hz)，适用于振动、转速、扭矩等测量。但传感器的尺寸和重量都较大。?? 第四章 、工程测试信号的获取 一、动圈式（恒磁阻式） B:磁感应强度 N：线圈匝数 l: 单匝线圈有效长度 v: 线圈与磁场的相对运动速度 （1）原理及特性 线速度型： 第四章 、工程测试信号的获取 特点： 基本形式是速度传感器，能直接测量线速度或角速度。如果在测量电路中接入积分或微分电路，还可以用来测量位移或加速度。由上述工作原理可知，磁电式传感器只适用于动态测量。 B:磁感应强度 N：线圈匝数 A: 线圈面积 : 线圈运动的角速度 :线圈法线方向与磁场方向的夹角 角速度型： 第四章 、工程测试信号的获取 （2）等效电路 e0为发电线圈感应电动势；R0为线圈电阻，一般R0=0.1-3KΩ;RL为负载电阻（放大器输入电阻）；Cc为电缆导线的分布电容，一般Cc=70pF/m；Rc为电缆导线电阻，一般Rc=0.03Ω/m。 第四章 、工程测试信号的获取 简化后 输出电压 输出电流 电流灵敏度 电压灵敏度 第四章 、工程测试信号的获取 二、变磁阻式 导磁物体运动?磁路磁阻变化?磁通变化 ?产生感应电动势 图b中被测转轴带动椭圆形测量齿轮在磁场气隙中转动，使气隙平均长度周期性变化，因而磁路磁阻及磁通也周期性变化，则在线圈中产生感应电动势，其频率f与转速n(r/min)成正比。 第四章 、工程测试信号的获取 线圈与磁铁彼此不作相对运动。由运动着的物体改变磁路的磁阻，引起磁力线增强或减弱，使线圈产生感应电动势。 图中线圈3和磁铁5不动，测量齿轮2(导磁材料制成)安装在被测旋转体1上，每转过一个齿，磁路磁阻变化一次，线圈3产生的感应电动势的频率等于齿轮2上齿轮的齿数和转速的乘积。 第四章 、工程测试信号的获取 变磁阻式应用 第四章 、工程测试信号的获取 a)测频数 b)测转速 c)偏心测量 d)振动测量 第四章 、工程测试信号的获取 1、8—圆形弹簧片；2—圆环形阻尼器；3—永久磁铁； 4—铝架； 5—心轴； 6—工作线圈； 7—壳体； 9—引线 磁电式速度传感器 4.6 压电式传感器 一、压电效应 某些物质(如石英)，当沿着一定方向对其施加力而使它变形时，在其表面上会产生电荷; 去掉外力则恢复原来的状态。这种现象称为压电效应。 如果将这些物质 (物体)置于电场中，其几何尺寸也会发生变化，这种由外电场作用导致物质 (物体）产生机械变形的现象，称之为逆压电效应，或称为电致伸缩效应。 第四章 、工程测试信号的获取 具有压电效应的物质(物体)称为压电材料(或称为压电元件)。常见的压电材料可分为三类，即压电单晶体、多晶体压电陶瓷和有机压电薄膜。 压电单晶体：石英、水溶性压电晶体等 多晶体压电陶瓷：钛酸钡压电陶瓷、锆钛酸铅系列压电陶瓷等 第四章 、工程测试信号的获取