自动检测技术教学课件作者第3版宋文绪第7章幻灯片.pptVIP

第7章 速度及加速度检测 本章主要介绍磁电式速度计、光电转速计、电磁式转速计、测速发电机以及压电式、电阻应变式、力平衡式加速度传感器等的原理、结构、特性及应用。 7.1 磁电感应式速度传感器 磁电感应式传感器也称为感应式传感器或电 动式传感器，是利用导体和磁场发生相对运动 产生感应电动势的。 7.1.1 传感器工作原理及测量电路1、磁电感应式传感器工作原理 根据电磁感应定律，线圈中的感应电势由下 式计算： 7.1 磁电感应式速度传感器 磁电感应式传感器的结构原理如图所示。 7.1 磁电感应式速度传感器 线圈在磁场中作直线运动时，它所产生感应电势为： 线圈在磁场中转动时产生的感应电势为： 由上述可知，磁电传感器可用来测定线速度和 角速度。 7.1 磁电感应式速度传感器 2、磁电感应式传感器测量电路 位移、速度和加速度测量电路如图所示。 7.1 磁电感应式速度传感器 7.1.2 电感应式传感器的灵敏度K 直线运动的磁电感应式传感器，其灵敏度为： 旋转运动的磁电感应式传感器，其灵敏度为： 7.1 磁电感应式速度传感器 7.1.3 磁电式速度传感器1、相对速度传感器 图为国产 CD－2型磁电式相对速度传感器的结构示意图。 7.1 磁电感应式速度传感器 2 、绝对速度传感器国产CD－1型磁电式绝对速度传感器的结构及工作过程由图所示。 7.2 光电式转速计 工作在脉冲状态下，是将转速的变化转换成 光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的 变化转换成电量的变化，然后依据电量与转速的 函数关系或通过标定刻度实现转速测量。 7.2.1 工作原理 1、反射型 7.2 光电式转速计 2、直射型光电转速计 7.2 光电式转速计 7.2.2 基本测量电路 7.3 测速发电机及电磁脉冲式转速计 转速的测试按工作原理可分为计数式、模拟 式和同步式三大类。 7.3.1 测速发电机 1、直流测速电机。 直流测速电机原理如图所示。输出电势的极性反应旋转方向，输出电压大小U为： 7.3 测速发电机及电磁脉冲式转速计 2、交流测速电机  交流测速电机有同步式和异步式，图为空心杯转子异步测速电机。转子随被测旋转体以转速n转动时，产生电势为： 7.3 测速发电机及电磁脉冲式转速计 7.3.2 电磁脉冲式转速计 电磁脉冲式转速计是一种数字式仪表。结构形式如图所示。 7.3 测速发电机及电磁脉冲式转速计 图（a）为旋转磁铁型，若其输出量以感应电动势的频率表示，则频率f与转速n间的关系式为： 图（b）是由于磁路磁阻的变化，使测量线圈上就有相应的脉冲输出。 图（c）是由于磁路磁势的变化，使测量线圈上有相应的脉冲输出。 7.4 加速度传感器 7.4.1 压电式加速度传感器 3种形式：压缩式、剪切式和复合式 1、压缩式压电加速度传感器 通过一个质量块将加速度产生的惯性力作用在压电元件上，使压电元件产生压缩变形，从而输出电信号。 7.4 加速度传感器 2、剪切式压电加速度传感器 7.4 加速度传感器 3、复合式压电加速度传感器 7.4 加速度传感器 7.4.2 电阻应变式加速度传感器 主要由惯性质量块、弹性元件和电阻应变片等组成 7.4 加速度传感器 7.4.3 力平衡式加速度传感器 属于闭环传感器，主要由惯性敏感系统、位移传感器、伺服放大器和磁电式力发生器组成。