《传感器与检测技术》课件——项目九 检测技术.pptVIP

图9-27数控机床闭环控制系统2.检测技术在机器人中的应用机器人就是由计算机控制的能模拟人的感受、动作并可以完成有效工作的机器。传感器在机器人的控制中起了非常主要的作用，有了传感器，机器人就可以具备类似于人类的知觉功能。表9-1机器人传感器的分类及应用任务实施1.绝对值放大器图9-28绝对值放大器2.光隔离放大器图9-29光隔离放大器3.AC—DC变换电路图9-30AC—DC变换电路4.直流电源滤波器图9-31直流电源滤波器项目小结信号处理与变换技术主要介绍了信号放大、调制/解调、隔离、标准化输出、线性化处理、温度补偿、误差修正、模一数转换等。传感器的信号放大多采用集成运算放大器，有运算放大器、测量放大器、程控增益放大器、隔离放大器等，测量放大器放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗；程控增益放大器是通过计算机软件控制的办法来实现增益的自动变换，它放大倍数可根据需要通过编程进行控制；隔离放大器是指对输入、输出和电源在电流和电阻彼此隔离使之没有直接耦合的测量放大器。在直流放大时，常先用调制的方法把它先变成适当频率的交流信号，再进行交流放大，然后用解调恢复被测量。调制一般利用缓变信号来控制、调节高频振荡信号的某个参数，使其按缓变信号的规律变化。若载波信号是谐波信号，调制可分为调幅、调频和调相三种；若载波信号是方波，则调制可分为脉宽、脉幅、脉相三种。传感器在与计算机系统和控制技术相结合时，就要进行模拟量向数字量或数字量向模拟量的转换。模／数转换器用于实现模拟量—数字量的转换，数/模转换器就是将离散的数字量转换为连接变化的模拟量。知识拓展传感器与微型计算机的接口技术1.概述接口技术有硬件接口和软件接口两种，软件接口是指CPU通过编程来实现数据采集，主要方法有定时询问，即定时查询标志位，转换结束取走数据；延时等待，即CPU发出启动转换指令后，延时一段时间，转换结束后取走数据；中断技术，即采用中断方式取走数据等。硬件接口就是传感器与计算机之间的连接电路，主要考虑Ａ／Ｄ转换和噪声消除方法等。2.传感器与微机接口的基本方式（1）数字开关量接口方式对于数字开关量信号，若符合TTL电平，可通过三态缓冲器直接输入微机；若不符合TTL电平，则要经过放大、变换和整形后再进入微机。（2）数字信号接口方式对于数字脉冲信号，若符合TTL电平，可缓冲后直接输入微机，也可用计数电路进行计数，然后送入计算机；若信号电平较低，则要经过放大和整形后再进入微机。（3）模拟信号接口方式对于模拟信号，如模拟电压信号较小，则应先经过放大再到A/D转换器，如数值足够大，能满足A/D转换的输入要求时，则可直接送入A/D转换器，然后进入微机，也可以通过U/F转换变为频率量送入微机。3.传感器与微机的接口电路传感器与微机的接口电路主要作用是把传感器输出的模拟量转换成计算机所能接受的数字量，并按一定程序输入计算机，由信号预处理电路、数据采集系统和计算机接口电路组成。（1）预处理电路（2）数据采集系统（3）计算机接口电路4.传感器接口技术的应用图9-32八路温度巡回检测系统磁栅传感器磁栅的结构磁栅传感器由磁栅（简称磁尺）、磁头和检测电路组成。磁尺是用非导磁性材料做尺基，在尺基的上面镀一层均匀的磁性薄膜，然后录上一定波长的磁信号而制成的。磁信号的波长（周期）又称节距，用W表示。磁信号的极性是首尾相接，在N、N重叠处为正的最强，在S、S重叠处为负的最强。磁尺的断面和磁化图形如图所示。磁栅传感器示意图基体N2-拾磁绕组;N1-励磁绕组2-磁尺;4-磁头4磁栅的工作原理这里以静态磁头为例，简要说明磁栅传感器的工作原理。静态磁头的结构如图所示，它有两组绕组N1和N2。其中，N1为励磁绕组，N2为感应输出绕组。在励磁绕组中通入交变的励磁电流，一般频率为5kHz或25kHz，幅值约为200mA。励磁电流使磁芯的可饱和部分（截面较小）在每周期内发生两次磁饱和。磁饱和时磁芯的磁阻很大，磁栅上的漏磁通不能通过铁芯，输出绕组不产生感应电动势。只有在励磁电流每周两次过零时，可饱和磁芯才能导磁，磁栅上的漏磁通使输出绕组产生感应电动势e。可见感应电动势的频率为励磁电流频率的两倍，而e的包络线反映了磁头与磁尺的位置关系，其幅值与磁栅到磁芯漏磁通的大小成正比。谢谢观