传感器原理与技术课件：位移检测、速度和加速度检测.pptx

Halleffect;Halleffect;霍尔位置传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。;霍尔效应是磁电效应的一种，;;;利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。;;每个电子受洛仑兹力fm的作用，fm大小为Fm=eBv;fm的方向在图5-1-1中是向上的，电子在fm的作用下漂移，;该电场强度为EH=UH/b式中：UH为电位差。;;TheworkingprincipleandapplicationofHallsensors;;当霍尔元件在两磁铁之间移动时，霍尔元件感受到的磁感应强度也随之改变，;接下来，我们一起来学习霍尔传感器的应用。;(1)霍尔接近开关电路如图5-1-4所示。它是一个无接触磁控开关。当磁铁靠近时，开关接通;当磁铁离开后，开关断开。;(2)霍尔式转速传感器图5-1-5是几种不同结构的霍尔式转速传感器。;图5-1-6所示为电动机转速检测电路，其中霍尔传感器采用UGN3040，输出端接入一个小功率PNP型晶体管VT。;2.钢球计数;图5-1-7是对钢球进行计数的工作示意图和电路。;该电压经运算放大器(μA741)放大后，驱动晶体管VT(2N5812)工作，;同学们，今天我们学习了霍尔传感器的工作原理与应用，大家都学会了吗？;Eddycurrenteffect;;涡流效应原理图如图5-2-1所示，在一方形导体外面绕上线圈，并让线圈通入交变电流，那么线圈就产生交变磁场。;所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡，;导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大。;如果导体的电阻率小，则涡流很强，产生的热量就很大。;涡流效应有很广泛的应用，如电测仪表的阻尼制动、高速机车制动的涡流闸等，还有应用涡流热效应制成的电磁炉等。;当然，在生产和生活中，有时也要避免涡流效应，如电动机、变压器的铁心在工作时会产生涡流，增加能耗，并导致变压器发热。;本节课，我们学习了什么是电涡流效应，大家都学会了吗？;Workingprincipleandapplicationofgratingpositionsensor;光栅是由很多等节距的透光缝隙和不透光的刻线均匀相间排列构成的光电器件;物理光栅利用光的衍射现象;计量光栅主要利用莫尔现象，测量位移、速度、加速度、振动等物理量。;??节课，我们学习的主要内容是光栅位置传感器的工作原理与应用。;光栅式传感器实际上是光电式传感器的一个特殊应用。;把光栅作为测量元件，具有结构原理简单、测量精度高等优点;在数控机床;首先，我们先来学习光栅位置传感器的工作原理。;如图5-3-4所示;当主光栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移;当主光栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移;当主光栅产生位移时，莫尔条纹便随着产生位移;若用光敏元件记录莫尔条纹通过某点的数目;通过驱动线路转换输出便可知主光栅移动的距离;也就测得了被测物体的位移量，从而知道了被测物体的精确位置。;利用上述原理，通过多个光电器件对莫尔条纹信号的内插细分，便可检测出光栅距很小的位移量，以及被测物体的移动方向。;接下来，我们学习光栅传感器的应用。;由于光栅位移传感器测量精度高（分辨率为0.1um。)，动态测量范围广（0～1000mm);因而在机械工业中得到了广泛的应用。;光栅位移传感器起着重要的作用;如图5-3-5所示为安装直线光栅的数控机床。;2.光栅传感器的安装与调试;从光栅的使用寿命考虑，一般将主光栅尺安装在机床或设备的运动部件上;;;;安装基面应达到直线度误差≤0.1mm/m，表面粗糙度R≤6.3um，与机床相应导轨的平行度误差在全长范围内≤0.1mm;如达不到此要求;则要求制作专门的光栅主尺尺座和一个与尺身基座等高的读数头基座;两者之间的要求如图5-3-6所示。;3.使用光栅传感器应注意的几个问题;①插拔读数头与数显表的连接插头时;②使用过程中应及时清理溅落在测量装置上的切屑和冷却液;③应保持光栅尺的清洁，可每隔一年用乙醚清洗尺面。;④为防止工作台移动超过光栅尺长度而撞坏读数头;可在机床导轨上安装限位装置;此外，在购买光栅尺时，其测量长度应大于工作台的最大行程。;同学们，通过今天的学习，大家对压电效应的知识都掌握了吗？