傳感器技術(shù)及機械量檢測2學(xué)時ppt課件

1、開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束第第5章章 傳感器技術(shù)與機械量檢測傳感器技術(shù)與機械量檢測5.1 傳感器概述傳感器的組成和分類、傳感器的性能目的與選用。5.2 常見機械位移傳感器光柵位移傳感器光柵尺、編碼器、激光位移傳感器5.3 傳感器信號處置與系統(tǒng)抗干擾技術(shù)軟件數(shù)字濾波與硬件抗干擾技術(shù)開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束一、傳感器及其組成傳感器(Transducer或sensor)是將各種非電量(包括物理量、化學(xué)量、生物量等)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處置和傳輸?shù)牧硪环N物理量(普通為電量)的安裝。 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代檢測和自動化技術(shù)的重要根底之一，機電一體化系統(tǒng)的自動化程度越高，對傳感器的依賴

2、性也就越大。第一節(jié)第一節(jié) 傳感器概述傳感器概述開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束傳感器的組成傳感器普通由敏感元件、轉(zhuǎn)換元傳感器普通由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和丈量電路三部分組成。件和丈量電路三部分組成。敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路測量電路電 源電量輸出量被測量輸入量二、常見傳感器分類按照按照傳感傳感器輸器輸出信出信號形號形式分式分二值型二值型模擬型模擬型數(shù)字型數(shù)字型有接點：微動動開關(guān)、接觸開關(guān)、行程開關(guān)有接點：微動動開關(guān)、接觸開關(guān)、行程開關(guān)無接點型：光電開關(guān)、接近開關(guān)電感、電磁、電容無接點型：光電開關(guān)、接近開關(guān)電感、電磁、電容電阻型：電阻型： 電位器、電阻應(yīng)變片、熱電阻電位器、電阻應(yīng)變片、熱

3、電阻電壓、電流型：電壓、電流型： 如熱電偶、感應(yīng)同步器、磁柵等如熱電偶、感應(yīng)同步器、磁柵等電感、電容型：電感、電容型： 如電感位移、電容位移傳感器等如電感位移、電容位移傳感器等計數(shù)型：二值型計數(shù)型：二值型+ +計數(shù)器計數(shù)器代碼型：編碼器、光柵尺等代碼型：編碼器、光柵尺等常見常見的機的機械位械位移傳移傳感器感器按丈量按丈量范圍分范圍分按丈量按丈量方式分方式分小位移小位移( (量程小于量程小于1 1毫米毫米: : 電感、電容、光電電感、電容、光電大位移量程大于大位移量程大于1010毫米：毫米：光柵、磁柵、球柵、感應(yīng)同步器、激光等光柵、磁柵、球柵、感應(yīng)同步器、激光等接觸式：電感式、電阻式、磁柵接觸式

4、：電感式、電阻式、磁柵 適宜：較低頻率丈量適宜：較低頻率丈量非接觸式：電容式、激光等非接觸式：電容式、激光等 適宜：較高頻率丈量適宜：較高頻率丈量常見的機械位移傳感器開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束三、機電一體化系統(tǒng)對檢測傳感器的根本要求三、機電一體化系統(tǒng)對檢測傳感器的根本要求精度、靈敏度和分辨率高；精度、靈敏度和分辨率高；線性、穩(wěn)定性和反復(fù)性好；線性、穩(wěn)定性和反復(fù)性好；抗干擾才干強，靜、動態(tài)特性好?？垢蓴_才干強，靜、動態(tài)特性好。體積小、質(zhì)量輕、價錢低，安裝、維護方便體積小、質(zhì)量輕、價錢低，安裝、維護方便等等開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束四、傳感器性能目的四、傳感器性能目的傳感器

5、的性能是指輸入、輸出間的特性，包括靜態(tài)傳感器的性能是指輸入、輸出間的特性，包括靜態(tài)特性和動態(tài)特性。特性和動態(tài)特性。1、靜態(tài)特性：、靜態(tài)特性：靜態(tài)特性表示傳感器在被測輸入量各個值靜態(tài)特性表示傳感器在被測輸入量各個值處于穩(wěn)定形狀時的輸入處于穩(wěn)定形狀時的輸入-輸出關(guān)系。主要包括：輸出關(guān)系。主要包括：線性度、靈敏度、準(zhǔn)確度、分辨率、反復(fù)性等。線性度、靈敏度、準(zhǔn)確度、分辨率、反復(fù)性等。2、動態(tài)特性：、動態(tài)特性：動態(tài)特性是指傳感器丈量動態(tài)信號時，輸動態(tài)特性是指傳感器丈量動態(tài)信號時，輸出對輸入的呼應(yīng)特性。傳感器動態(tài)特性的性能目的出對輸入的呼應(yīng)特性。傳感器動態(tài)特性的性能目的可以經(jīng)過時域、頻域以及實驗分析的方法

6、確定?？梢越?jīng)過時域、頻域以及實驗分析的方法確定。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束1 1線性度：線性度：表征傳感器輸入表征傳感器輸入輸出校準(zhǔn)曲線與擬輸出校準(zhǔn)曲線與擬合直線之間的吻合合直線之間的吻合程度的目的。程度的目的。 校準(zhǔn)曲線與擬合直校準(zhǔn)曲線與擬合直線間最大偏向與滿線間最大偏向與滿量程輸出值的百分量程輸出值的百分比稱為線性度。比稱為線性度。 校準(zhǔn)曲線 擬合直線YYmaxmax(X0,Y0)YFSXmaxXO%100maxSFLY開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束2 2靈敏度靈敏度靈敏度是傳感器輸出量增量與被測輸入量增量靈敏度是傳感器輸出量增量與被測輸入量增量之比。之比。線性傳感器的

7、靈敏度就是擬合曲線的斜率，線性傳感器的靈敏度就是擬合曲線的斜率，為一常數(shù)，即：為一常數(shù)，即： 3 3分辨率分辨率一個最小輸出單位如一個數(shù)字量一個最小輸出單位如一個數(shù)字量/ /脈沖脈沖所對應(yīng)的輸入量。反映了傳感器可以分辨出的所對應(yīng)的輸入量。反映了傳感器可以分辨出的最小輸入變化。最小輸入變化。4 4準(zhǔn)確度精度準(zhǔn)確度精度所測值與真值的符合程度，它闡明丈量結(jié)所測值與真值的符合程度，它闡明丈量結(jié)果偏離真值大小的程度。果偏離真值大小的程度。xyK/開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束5 5反復(fù)性反復(fù)性反復(fù)性是指在同一任務(wù)條件下，輸入量按反復(fù)性是指在同一任務(wù)條件下，輸入量按同一方向在全丈量范圍內(nèi)延續(xù)變動多

8、次所得同一方向在全丈量范圍內(nèi)延續(xù)變動多次所得特性曲線的不一致性，反映傳感器的穩(wěn)定性。特性曲線的不一致性，反映傳感器的穩(wěn)定性。在數(shù)值上用各丈量值正、反行程規(guī)范偏向在數(shù)值上用各丈量值正、反行程規(guī)范偏向最大值的兩倍或三倍與滿量程的百分比表示，最大值的兩倍或三倍與滿量程的百分比表示，即：即： %10032SFkY ninyiy112)_(為測量值iy為測量次數(shù)n為測量值的算術(shù)平均值_y開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束思索題：思索題：如何正確認(rèn)識傳感器的線性度與靈敏度，如何正確認(rèn)識傳感器的線性度與靈敏度，分辨率與準(zhǔn)確度，反復(fù)性與準(zhǔn)確度之間的關(guān)分辨率與準(zhǔn)確度，反復(fù)性與準(zhǔn)確度之間的關(guān)系？系？第二節(jié)第二

9、節(jié) 常見機械位移傳感器常見機械位移傳感器 光柵分類光柵分類按檢測位移性質(zhì)按檢測位移性質(zhì)長光柵：線位移長光柵：線位移圓光柵：角位移圓光柵：角位移按光源照射方法按光源照射方法透射光柵透射光柵反射光柵反射光柵按照制造按照制造光柵資料光柵資料玻璃光柵玻璃光柵金屬光柵金屬光柵開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束透射光柵透射光柵優(yōu)點：優(yōu)點：1 1光源垂直入射，信號幅值比較大，信光源垂直入射，信號幅值比較大，信噪比好，光電轉(zhuǎn)換器光柵讀數(shù)頭的構(gòu)造簡噪比好，光電轉(zhuǎn)換器光柵讀數(shù)頭的構(gòu)造簡單；單；2 2光柵每毫米的線紋數(shù)多，減輕了電子線光柵每毫米的線紋數(shù)多，減輕了電子線路的負(fù)擔(dān)路的負(fù)擔(dān) 。缺陷：玻璃易破裂，熱脹系

10、數(shù)與機床金屬部件缺陷：玻璃易破裂，熱脹系數(shù)與機床金屬部件不一致，影響丈量精度。不一致，影響丈量精度。透射光柵尺的長度普通都在透射光柵尺的長度普通都在1 12m2m，常見的線紋，常見的線紋密度為每毫米密度為每毫米4 4、1010、2525、5050、100100、200200、250250線。線。 反射光柵反射光柵優(yōu)點：光柵和機床金屬部件的線膨脹系數(shù)一致，優(yōu)點：光柵和機床金屬部件的線膨脹系數(shù)一致，可用鋼帶做生長達數(shù)米的長光柵。安裝面積小，可用鋼帶做生長達數(shù)米的長光柵。安裝面積小，調(diào)整方便，順應(yīng)于大位移丈量場所。調(diào)整方便，順應(yīng)于大位移丈量場所。缺陷：為了使反射后的莫爾條紋反差較大，每缺陷：為了使反

11、射后的莫爾條紋反差較大，每毫米內(nèi)線紋不宜過多，常用線紋數(shù)為毫米內(nèi)線紋不宜過多，常用線紋數(shù)為4 4、1010、2525、4040、5050、100100。光柵檢測安裝根本構(gòu)造表示圖一、光柵尺一、光柵尺光柵檢測安裝的構(gòu)造光柵檢測安裝的構(gòu)造指示光柵光電池驅(qū)動線路光源透鏡光柵尺開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束 光柵構(gòu)造組成原理圖光柵尺的外形圖莫爾條紋節(jié)距莫爾條紋節(jié)距 B B 與光柵節(jié)與光柵節(jié)距距 W W和傾角和傾角之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：由于由于很小，因此：很小，因此： 光柵橫向挪動一個節(jié)距光柵橫向挪動一個節(jié)距w w，莫爾條紋沿刻線上下挪動一個節(jié)距，莫爾條紋沿刻線上下挪動一個節(jié)距 B B光柵任務(wù)

12、原理莫爾條紋構(gòu)成原理光柵任務(wù)原理莫爾條紋構(gòu)成原理)2/sin(2/wB wwwB2/2/)2/sin(2/放大作用，使柵距的節(jié)距誤差平均化；放大作用，使柵距的節(jié)距誤差平均化； 莫爾條紋的挪動與柵距成正比；莫爾條紋的挪動與柵距成正比；根據(jù)莫爾條紋的挪動方向可以區(qū)分光柵根據(jù)莫爾條紋的挪動方向可以區(qū)分光柵的挪動方向的挪動方向 莫爾條紋的特點莫爾條紋的特點 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光柵信號處置光柵信號處置光柵尺輸出的信號有兩種：一種是正弦波信光柵尺輸出的信號有兩種：一種是正弦波信號；一種是方波信號。號；一種是方波信號。光柵尺除了增量式丈量外，還有絕對式丈量，光柵尺除了增量式丈量外，還有絕

13、對式丈量，輸出二進制輸出二進制BCD碼或格雷碼碼或格雷碼光柵信號的辨向電路：利用兩路在相位上相光柵信號的辨向電路：利用兩路在相位上相差差90度的方波信號實現(xiàn)。思索：辨向電路度的方波信號實現(xiàn)。思索：辨向電路如何設(shè)計？如何設(shè)計？開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光柵尺的安裝調(diào)整要求：尺體的安裝基面、讀數(shù)頭的安裝基面分別和機體、挪動部件相聯(lián)接；保證二者在丈量行程內(nèi)平行度普通小于0.05mm0.1mm1-1-指示光柵指示光柵2-2-主光柵主光柵3-3-光電元件光電元件4-4-線路板線路板5-5-底座底座6-6-小車小車7-7-撥叉撥叉開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光柵尺的正確運用與維護開始

14、開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光柵尺的正確維護光柵尺的正確維護(1)(1)保證讀數(shù)頭與尺體的間隙不被破壞保證讀數(shù)頭與尺體的間隙不被破壞; ;(2)(2)盡量防止尺體遭到振動與沖擊盡量防止尺體遭到振動與沖擊; ;(3)(3)防止切削液、粉塵等進入尺體內(nèi)；清防止切削液、粉塵等進入尺體內(nèi)；清洗時洗時要用酒精，切勿用汽油擦洗；要用酒精，切勿用汽油擦洗；(4)(4)確保外引出線及接插頭可靠確保外引出線及接插頭可靠. .開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束位置檢測元件在坐標(biāo)鏜床上的安裝表示圖開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束二、光二、光 電電 編編 碼碼 器器編碼器是將機械傳動的模擬量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)

15、角編碼器是將機械傳動的模擬量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)字信號，進展角位移檢測的傳感器。度的數(shù)字信號，進展角位移檢測的傳感器。編碼器的種類很多，根據(jù)檢測原理，它可分編碼器的種類很多，根據(jù)檢測原理，它可分為電磁式、電刷式、電磁感應(yīng)式及光電式等。為電磁式、電刷式、電磁感應(yīng)式及光電式等。光電編碼器根據(jù)其刻度方法及信號輸出方式，光電編碼器根據(jù)其刻度方法及信號輸出方式，分為增量式編碼器和絕對式編碼器。分為增量式編碼器和絕對式編碼器。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束編碼器的外形圖開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光電編碼器的任務(wù)原理光電碼盤隨被測軸光電碼盤隨被測軸一同

16、轉(zhuǎn)動，在光源一同轉(zhuǎn)動，在光源的照射下，透過光的照射下，透過光電碼盤和光攔板構(gòu)電碼盤和光攔板構(gòu)成忽明忽暗的光信成忽明忽暗的光信號，光敏元件把此號，光敏元件把此光信號轉(zhuǎn)換成電信光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過信號處置號，經(jīng)過信號處置安裝的整形、放大安裝的整形、放大等處置后輸出等處置后輸出光電編碼器的構(gòu)造光電編碼器的構(gòu)造光電脈沖編碼器的構(gòu)造光電脈沖編碼器的構(gòu)造 常用的脈沖編碼器每轉(zhuǎn)輸出常用的脈沖編碼器每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)有：的脈沖數(shù)有：2000 p/r2000 p/r，2500 p/r2500 p/r，3000 3000 p/rp/r，高分辨率的脈沖編碼，高分辨率的脈沖編碼器器 20000 p/r 20000

17、p/r，25000 p/r25000 p/r，30000 p/r30000 p/r。 輸出信號的作用及其處置輸出信號的作用及其處置A A、B B 兩相的作用兩相的作用: : 細(xì)分處置、角位移、轉(zhuǎn)細(xì)分處置、角位移、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向速、轉(zhuǎn)向 Z Z 相的作用相的作用 周向定位基準(zhǔn)、圈數(shù)周向定位基準(zhǔn)、圈數(shù) 光電編碼器輸出信號光電編碼器輸出信號開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束增量式光電編碼器增量式光電編碼器增量式光電編碼器開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束絕對式光電編碼器絕對式光電編碼器絕對式光電編碼器的編碼盤由透明及不透絕對式光電編碼器的編碼盤由透明及不透明區(qū)組成，這些透明及不透明區(qū)按一定編明區(qū)

18、組成，這些透明及不透明區(qū)按一定編碼構(gòu)成，一個轉(zhuǎn)角對應(yīng)一個固定的編碼。碼構(gòu)成，一個轉(zhuǎn)角對應(yīng)一個固定的編碼。絕對式編碼器可以直接給出對應(yīng)于每個轉(zhuǎn)絕對式編碼器可以直接給出對應(yīng)于每個轉(zhuǎn)角位置的二進制數(shù)碼，便于計算機處置。角位置的二進制數(shù)碼，便于計算機處置。優(yōu)點：無累計誤差，抗干擾才干強優(yōu)點：無累計誤差，抗干擾才干強缺陷：制造復(fù)雜，本錢高。缺陷：制造復(fù)雜，本錢高。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束(a)4位二進制絕對式編碼器的編碼盤 (b) 4位格雷碼盤表示圖 絕對式光電編碼器的編碼盤開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束 絕對式光電編碼器的構(gòu)造表示 1光源；2透鏡；3編碼盤；4狹縫；5光電元件開

19、始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束光電編碼器的運用光電編碼器的運用轉(zhuǎn)速丈量轉(zhuǎn)速丈量轉(zhuǎn)速可由編碼器發(fā)出的脈沖頻率或周期來轉(zhuǎn)速可由編碼器發(fā)出的脈沖頻率或周期來丈量。丈量。 脈沖頻率法測轉(zhuǎn)速開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束脈沖周期法測轉(zhuǎn)速 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束編碼器的安裝調(diào)整要求：保證被測軸與編碼器的回轉(zhuǎn)軸同軸度聯(lián)接方式：柔性浮動聯(lián)軸器開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束編碼器的正確維護編碼器的正確維護(1)保證被測軸與編碼器回轉(zhuǎn)軸的位置精度保證被測軸與編碼器回轉(zhuǎn)軸的位置精度不被破壞特別留意聯(lián)軸節(jié)不要松動不被破壞特別留意聯(lián)軸節(jié)不要松動;(2)防止輸出軸遭到?jīng)_擊特別是軸向防

20、止輸出軸遭到?jīng)_擊特別是軸向;(3)確保外引出線及接插頭可靠確保外引出線及接插頭可靠.開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束三、 球柵尺位移傳感器1 1、球柵傳感器的根本構(gòu)造、球柵傳感器的根本構(gòu)造 球柵尺：由一根不銹鋼管和裝入鋼管的鋼球組成，球柵尺：由一根不銹鋼管和裝入鋼管的鋼球組成，鋼球經(jīng)高精度加工，研磨，再將裝滿鋼球的球柵尺鋼球經(jīng)高精度加工，研磨，再將裝滿鋼球的球柵尺在預(yù)載的條件下矯正封裝在預(yù)載的條件下矯正封裝 。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束讀數(shù)頭：包括讀數(shù)頭：包括6 6組線圈，圍繞在一通管上，每組線圈，圍繞在一通管上，每組線圈均包括輸入傳送和輸出讀取組線圈均包括輸入傳送和輸出讀取

21、繞組繞組( (如下圖如下圖) )，線圈及相關(guān)的電子電路全部，線圈及相關(guān)的電子電路全部用環(huán)氧樹脂密封，以隔絕冷卻液，機液，和用環(huán)氧樹脂密封，以隔絕冷卻液，機液，和其他物質(zhì)的損害。其他物質(zhì)的損害。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束2、球柵尺的任務(wù)原理空氣的導(dǎo)磁率約為空氣的導(dǎo)磁率約為1 1，假設(shè)在輸入、輸出線圈，假設(shè)在輸入、輸出線圈間放入導(dǎo)磁金屬，在輸出線圈中得到的感應(yīng)間放入導(dǎo)磁金屬，在輸出線圈中得到的感應(yīng)電壓就添加了，且導(dǎo)磁金屬越多，輸出電壓電壓就添加了，且導(dǎo)磁金屬越多，輸出電壓越大。越大。在不導(dǎo)磁的鋼管內(nèi)依次放入多個鋼球，在鋼在不導(dǎo)磁的鋼管內(nèi)依次放入多個鋼球，在鋼管外配置輸入線圈和輸出線圈

22、，當(dāng)給輸入線管外配置輸入線圈和輸出線圈，當(dāng)給輸入線圈通以輸入激磁電流信號時，丈量輸出線圈圈通以輸入激磁電流信號時，丈量輸出線圈中的電壓值，便可知道讀數(shù)頭由輸入線圈中的電壓值，便可知道讀數(shù)頭由輸入線圈和輸出線圈組成所在的位置。和輸出線圈組成所在的位置。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束位置的丈量是以球的直徑為周期，延續(xù)丈量時累加進展。位置的丈量是以球的直徑為周期，延續(xù)丈量時累加進展。在一周期內(nèi)輸出信號電壓值與位置的函數(shù)關(guān)系決議于各不同位置在一周期內(nèi)輸出信號電壓值與位置的函數(shù)關(guān)系決議于各不同位置的金屬量，即球在不同位置的截面的大小。的金屬量，即球在不同位置的截面的大小。 開始開始 前頁前頁

23、后頁后頁 結(jié)束結(jié)束3、球柵尺的特點1 1較高的精度較高的精度: :球柵尺的精度主要決議于鋼球球柵尺的精度主要決議于鋼球的精度，即鋼球的直徑和圓度，由于球徑可以精的精度，即鋼球的直徑和圓度，由于球徑可以精選且能相互補償，因此球柵尺可以到達較高精度選且能相互補償，因此球柵尺可以到達較高精度2 2量程可以足夠大量程可以足夠大: :鋼球的直徑即為球柵尺的鋼球的直徑即為球柵尺的丈量周期，只需添加鋼球的數(shù)量就可以增大量程，丈量周期，只需添加鋼球的數(shù)量就可以增大量程，只需裝鋼球的不銹鋼管足夠長。只需裝鋼球的不銹鋼管足夠長。3 3分辨率較高，新和球柵尺分辨率可以到達分辨率較高，新和球柵尺分辨率可以到達0.10

24、.1微米。微米。4 4適宜惡劣的環(huán)境適宜惡劣的環(huán)境: :由于球尺全部密封，可以由于球尺全部密封，可以任務(wù)在粉塵、油霧較大的場所。任務(wù)在粉塵、油霧較大的場所。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束四、四、 感應(yīng)式接近傳感器感應(yīng)式接近傳感器 適用：空間有限情況的金屬的非接觸接近丈量適用：空間有限情況的金屬的非接觸接近丈量開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束感應(yīng)式接近傳感器感應(yīng)式接近傳感器探頭構(gòu)造分類：有屏蔽的、無屏蔽的兩種。后者丈探頭構(gòu)造分類：有屏蔽的、無屏蔽的兩種。后者丈量間隔較前者為大。量間隔較前者為大。構(gòu)造：振蕩器、感應(yīng)線圈、斯密特電路及輸出電路構(gòu)造：振蕩器、感應(yīng)線圈、斯密特電路及輸出電

25、路組成。組成。任務(wù)原理：振蕩器在探頭端部產(chǎn)生磁場作用區(qū)，當(dāng)任務(wù)原理：振蕩器在探頭端部產(chǎn)生磁場作用區(qū)，當(dāng)金屬進入該作用區(qū)時，引起振蕩器停振。金屬進入該作用區(qū)時，引起振蕩器停振。運用：屬于二值型輸出傳感器，在自動化控制系統(tǒng)運用：屬于二值型輸出傳感器，在自動化控制系統(tǒng)中用于物體金屬運動位置的檢測。中用于物體金屬運動位置的檢測。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束五、五、 電容式接近傳感器電容式接近傳感器電容式接近傳感器的電路構(gòu)造及任務(wù)原理 適用：非接觸、空間有限。如各種管道內(nèi)流體的測適用：非接觸、空間有限。如各種管道內(nèi)流體的測 量、料位丈量及對金屬物品丈量。量、料位丈量及對金屬物品丈量。開始開始

26、 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束電容式接近傳感器電容式接近傳感器構(gòu)造：由振蕩器、斯密特電路及輸出電路組成，電容器的一個電極是傳感電極，另一個電極是大地。原理：加電后，兩極間產(chǎn)生電場，當(dāng)與大地銜接的金屬物體接近電容器時引起振蕩器停振。運用：屬于二值型輸出傳感器，在自動化控制系統(tǒng)中用于物體金屬或非金屬運動位置的檢測。 開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束六、六、 電磁式接近傳感器電磁式接近傳感器適用：非接觸式導(dǎo)磁資料丈量適用：非接觸式導(dǎo)磁資料丈量構(gòu)造：內(nèi)部有構(gòu)造：內(nèi)部有4 4個磁鐵和一個常開觸點的干簧個磁鐵和一個常開觸點的干簧繼電器。繼電器。原理：導(dǎo)磁資料外界物體原理：導(dǎo)磁資料外界物體 接近電磁式

27、接接近電磁式接近開關(guān)誘導(dǎo)面近開關(guān)誘導(dǎo)面 磁場失去平衡磁場失去平衡 干簧繼干簧繼電器的觸點閉合電器的觸點閉合運用：和電感式一樣。運用：和電感式一樣。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束七、霍爾效應(yīng)式線位移傳感器七、霍爾效應(yīng)式線位移傳感器圖 5-17霍爾效應(yīng)線位移傳感器任務(wù)原理 圖 5-18 霍爾效應(yīng)線位移傳感器輸出特性開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束八、其他常見傳感器八、其他常見傳感器1、電阻應(yīng)變計、電阻應(yīng)變計電阻應(yīng)變計是根據(jù)應(yīng)變電阻應(yīng)變計是根據(jù)應(yīng)變電阻效應(yīng)，將給測電阻效應(yīng)，將給測試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。它不僅直接作為應(yīng)力、應(yīng)變丈量

28、的傳感器而它不僅直接作為應(yīng)力、應(yīng)變丈量的傳感器而且可以與彈性元件組合構(gòu)成力、壓力、稱重、且可以與彈性元件組合構(gòu)成力、壓力、稱重、位移、扭矩、振動、加速度等多種公用式傳位移、扭矩、振動、加速度等多種公用式傳感器，廣泛運用于機械、交通、建筑、化工感器，廣泛運用于機械、交通、建筑、化工和電力等行業(yè)。和電力等行業(yè)。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束電阻應(yīng)變計的構(gòu)造電阻應(yīng)變計的構(gòu)造電阻應(yīng)變計主要由電阻敏感柵、基底和面膠電阻應(yīng)變計主要由電阻敏感柵、基底和面膠或覆蓋層、粘結(jié)劑、引出線五部分組成?；蚋采w層、粘結(jié)劑、引出線五部分組成。電阻應(yīng)變計的構(gòu)造如下圖。電阻應(yīng)變計的構(gòu)造如下圖。圖5-9 電阻應(yīng)變計的構(gòu)造

29、 1敏感柵；2引出線；3粘結(jié)劑未示出；4覆蓋層；5基底開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束應(yīng)變計的類型應(yīng)變計的類型電阻應(yīng)變計的分類方法很多，常用的是按應(yīng)電阻應(yīng)變計的分類方法很多，常用的是按應(yīng)變計的制造資料、變計的制造資料、 溫度以及用途的不同來分溫度以及用途的不同來分類。類。1按敏感柵的制造方法分類按敏感柵的制造方法分類1金屬絲式應(yīng)變計金屬絲式應(yīng)變計開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束箔式應(yīng)變計箔式應(yīng)變計箔式應(yīng)變計的敏感柵是利用照相制版或光刻腐蝕箔式應(yīng)變計的敏感柵是利用照相制版或光刻腐蝕技術(shù)制成的，箔柵厚度普通為技術(shù)制成的，箔柵厚度普通為0.002mm0.005mm,0.002mm0.00

30、5mm,最薄的達最薄的達0.00035mm0.00035mm。箔式應(yīng)變計，工藝上能保證。箔式應(yīng)變計，工藝上能保證敏感柵尺寸的準(zhǔn)確，線條均勻，順應(yīng)不同的丈量敏感柵尺寸的準(zhǔn)確，線條均勻，順應(yīng)不同的丈量要求，傳送試件應(yīng)變性能好、橫向效應(yīng)小和散熱要求，傳送試件應(yīng)變性能好、橫向效應(yīng)小和散熱性能好，因此得到了廣泛的運用，如今曾經(jīng)根本性能好，因此得到了廣泛的運用，如今曾經(jīng)根本上取代金屬絲應(yīng)變計。上取代金屬絲應(yīng)變計。金屬薄膜應(yīng)變計金屬薄膜應(yīng)變計所謂薄膜是指厚度在所謂薄膜是指厚度在0.1um0.1um以下的膜，它是采用真以下的膜，它是采用真空的濺射或真空堆積等方法制成的。經(jīng)過按規(guī)定空的濺射或真空堆積等方法制成的

31、。經(jīng)過按規(guī)定的圖形制成的掩膜版，在基底資料上濺射或堆積的圖形制成的掩膜版，在基底資料上濺射或堆積一層電阻資料的薄膜，從而制成金屬薄膜應(yīng)變計。一層電阻資料的薄膜，從而制成金屬薄膜應(yīng)變計。開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束電阻應(yīng)變計的運用電阻應(yīng)變計的運用電阻應(yīng)變計主要有以下兩種運用方式：電阻應(yīng)變計主要有以下兩種運用方式：1 1應(yīng)變片直接粘貼在試件上，用來丈量工應(yīng)變片直接粘貼在試件上，用來丈量工程構(gòu)造受力后的應(yīng)力分析或所產(chǎn)生的應(yīng)變，程構(gòu)造受力后的應(yīng)力分析或所產(chǎn)生的應(yīng)變，為構(gòu)造設(shè)計、應(yīng)力校正或分析構(gòu)造在運用中為構(gòu)造設(shè)計、應(yīng)力校正或分析構(gòu)造在運用中產(chǎn)生破壞的緣由提供實驗數(shù)據(jù)，如電阻應(yīng)變產(chǎn)生破壞的緣由提供實驗數(shù)據(jù)，如電阻應(yīng)變儀。在丈量齒輪輪齒彎矩或立柱應(yīng)力時，也儀。在丈量齒輪輪齒彎矩或立柱應(yīng)力時，也常在被測位置處直接粘貼應(yīng)變片進展丈量，常在被測位置處直接粘貼應(yīng)變片進展丈量，如下圖。如下圖。圖5-11 構(gòu)件應(yīng)力測定的運用開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束2將應(yīng)變片粘貼在彈性元件上，進展標(biāo)定后作為丈量力、壓力、位移等物理量的傳感器。 1質(zhì)量塊；2應(yīng)變梁；3應(yīng)變片；4阻尼液； 5密封圈；6接線板；7底座 圖 5-12 應(yīng)變式加速度傳感器開始開始 前頁前頁 后頁后頁 結(jié)束結(jié)束2、溫度傳感器、溫度傳感器溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量溫度傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的安裝