河南大理工学工程测试技术原理基础.ppt

华中科技大学机械学院 第三章、传感器 3.4 电容式传感器 变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化 两平行极板组成的电容器,它的电容量为: + + + ? A ? δ、A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。 3.4 电容式传感器 a)极距δ变化型 + + + + + + 驻极体电容传声器 它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。 3.4 电容式传感器 对于极距型电容传感器：极距发生变化时，与对应的电容变化之间不成线性关系。即：灵敏度非常数。实际应用时，多采用差动式。以提高灵敏度和线性。 b)面积变化型 角位移型 + + + 3.4 电容式传感器 平面线位移型 3.4 电容式传感器 柱面线位移型. 3.4 电容式传感器 面积型变化电容传感器的灵敏度为常数，但与极距型相比灵敏度较低，适用于较大变量测量。可采用多种方式提高灵敏度，如差动式，多齿式等等。 产品. 陶瓷电容压力传感器 液体压力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片产生 位移。 ?????????????????????????????? 3.4 电容式传感器 c) 介质变化型 3.4 电容式传感器 产品. 电容式液位传感器（液位计/料位计） 3.4 电容式传感器 电容式接近开关 振荡电路 被测物体 感应电极 被测电容 测量头构成电容器的一个极板，另一个极板是物体本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化.接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体。 3.4 电容式传感器 3.4 电容式传感器 测量电路 a)电桥电路 3.4 电容式传感器 b) 谐振电路 3.4 电容式传感器 3.4 电容式传感器 电容传感器虽有许多独具的优点，但由于它的工作原理、结构特点，而使它也存在一些缺点，在实际使用时需采取相应的技术措施来改善。 电容式传感元件具有结构简单、灵敏度高、动态性能好以及非接触测量等优点，所以在工程技术方面，特别是在微小尺寸变化测量方面得到广泛的应用。 如静电击穿现象、边缘效应、寄生电容以及静电引力等问题。 第三章、传感器 3.5 电感式传感器 电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。 分类: 电感式传感器 自感型 可变磁阻型 涡流式 互感型 3.5 电感式传感器 1 自感型--可变磁阻式 可变导磁面积型 差动型 原理:电磁感应 变气隙式电磁传感器的灵敏度与气隙长度的平方成反比，非常数。气隙越小，灵敏度越高，为减小误差，一般工作间隙较小。测位移的范围一般在0.001—1mm范围内。 电感式接近传感器（金属） 3.5 电感式传感器 2 涡流式 原理:涡流效应 3.5 电感式传感器 原线圈的等效阻抗Z变化： 3.5 电感式传感器 3.5 电感式传感器 案例：连续油管的椭圆度测量 Coiled Tube Eddy Sensor Reference Circle 3.5 电感式传感器 案例：无损探伤 原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。 火车轮检测 油管检测 3.5 电感式传感器 2 互感型--差动变压器 W W1 W2 Es x -x 工作原理:互感现象. Ew Eout 3.5 电感式传感器 单螺管线圈型 螺管线圈差动 双螺管线圈差动型传感器测量电路 ~ 3.5 电感式传感器 差动变压器测量电路 3.5 电感式传感器 差动变压器位移传感器 3.5 电感式传感器 华中科技大学机械学院