《机器人传感器》课件 第2章 常用的传感器.pptx

机器人传感器;;1.电阻应变式传感器;; 电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。传感器由在不同的弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，使电路电量变化，反映被测物理量的大小。应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。;;1.工作原理 在外界力的作用下，引起金属或半导体材料发生机械变形，其电阻值将会相应发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。;于是有 ;;;;（1）应变计的结构： 利用金属或半导体材料电阻丝（又称应变丝）的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变计，简称应变计。 如左图所示的是应变计的典型结构图，由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。;。;;。;;（4）电阻应变计的选用与粘贴：;;;3.主要特性 应变计的工作特性与其结构、材料、工艺、使用条件等多种因素有关，电阻应变计的特性包括静态特性和动态特性两个方面。;;;;;;（2）动态特性： 电阻应变计在测量频率较高的动态应变时，应考虑其动态响应特性。这里以正弦变化的应变为例，介绍应变计的动态特性。 ;;;;;（1）电阻电桥的输出电压： 直流电阻电桥如图（a）、（b）和（c）所示，其初始状态可通过RP1调零。若采用交流电源供电，则称为交流电桥，如图（d）所示，可通过RP1和RP2调零。当电桥平衡时输入电压Uo = 0。电桥的平衡条件是对边臂电阻乘积相等，即;通常4个电阻不可能刚好满足平衡条件，因此电桥都设置有调零电路。调零电路由RP1和R5 组成。当电桥不平衡时，将有电压输出。根据电路原理，其输出电压为;;;;2.电容式传感器;;电容式传感器将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器，具有结构简单、动态响应快、易于实现非接触测量等突出的优点，可在高温、辐射和强烈???动等恶劣条件下工作。其被广泛应用于压力、压差、液位、振动、位移、加速度、成分含量等物理量的测量中。;;1.工作原理;;2.类型与特性;;只在Δd/d0很小时，才有近似线性输出，其灵敏度K与初始极距的平方成反比，故可通过减小 d0 来提高灵敏度。变极距型传感器的分辨力极高，一般用来测量微小变化的量，如对0.01 μm ~ 0.9 mm位移的测量等。;;;;;;;;电容式传感器具有多个独特的优点：;;;陶瓷电容压力传感器;3.电感式传感器;; ;;1.自感式传感器;;;;电感式传感器电桥电路;;;;;;（3）差动变压器的差动整流电路： 差动变压器灵敏度较高，一般满量程输出电压可达几伏，在要求不高时，可直接接入整流电路。;lvdt差动变压器式位移传感器;4.电涡流式传感器;; 电涡流在电加热方面有着广泛应用。在检测领域上，电涡流式的传感器结构简单，其最大特点是可以实现非接触测量，例如位移、厚度、振动、速度、流量和硬度等，都可以使用电涡流式传感器来测量。;;;;;;;;;;;;;;1.压阻式传感器;; ;;1.工作原理;;;;;;;;;;2.结构与类型;;;;2.压电式传感器;;某些介质材料在受力作用下，其表面会有电荷产生。根据这种现象制成的压电式传感器，是一种有源的双向机电传感器，具有体积小、重量轻、工作频带宽等特点，用于各种动态力、机械冲击与振动的测量，并在声学、医学、力学、宇航等方面得到了非常广泛的应用。;;1.压电效应;;;;;;2.压电材料;;;;;;;;;;;3.光电式传感器;; ;;1.光的知识 ;（2）光的电磁说：光是一种电磁波，其频谱如图所示。可见光只是电磁波谱中的一小部分，波长为780~380 nm，红光频率最低，紫光频率最高。光的频率越高，携带的能量越大。;;2.光电效应;;光电导效应;;3.光电元件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;4.光电传感器的类型;;;;;