大型柴油機所用到的傳感器種類及原理

1、 柴油機檢測技術(shù)船舶大型柴油機所用到的傳感器種類及原理【摘要】:船舶柴油機能夠根據(jù)環(huán)境、工況等的變化進行自我調(diào)節(jié)和控制，它主要通過各種傳感器來監(jiān)測當前的運行參數(shù)。本文簡要介紹溫度傳感器、壓力傳感器和速度位置傳感器、電容式傳感器測量液位、電阻應變式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器。電容式傳感器測量液位采用差動電容差壓傳感器測量液體的壓力,利用液體的壓力公式計算液位,設(shè)計了一種便攜式低功耗液位儀。該儀器可以實現(xiàn)液位信號的采集和運算,同時還配有溫度檢測系統(tǒng),通過軟件編程對液位進行溫度補償,同時計算出液位值。最后簡述了幾種常見的電阻應變式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器,對包括接觸式、非接觸式,可斷軸、不可斷軸,高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)速等各種測量

2、狀態(tài)下應采取哪種旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器進行測量及各種旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器的優(yōu)缺點都進行了詳細的分析。關(guān)鍵詞：船舶柴油機；溫度傳感器；壓力傳感器；速度位置傳感器電容式傳感器測量液位；電阻應變式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器Abstract:Marinedieselenginecanbeenvironmental,suchaschangesinworkingconditionsforself-regulationandcontrol,itismainlythroughavarietyofsensorstomonitorthecurrentoperatingparameters.Thispaperintroducesthetem

3、peraturesensor,pressuresensorandspeedpositionsensors,capacitivesensorsmeasureliquidlevel,resistancestrainrotarytorquesensors.Capacitiveliquidlevelsensorusingdifferentialcapacitivedifferentialpressuresensortomeasuretheliquidpressure,thepressureoftheliquidformulalevel,low-powerdesignofaportableliquidl

4、evelmeter.Theinstrumentcanachievelevelsignalacquisitionandoperation,andcomeswithtemperaturedetectionsystem,bysoftwareprogrammingthetemperaturecompensationoftheliquid,whilethevaluecalculatedlevel.Theapplicationoftheseveralcommonresistancestrainrotarytorquesensors,andincludecontact,non-contact,canbebr

5、okenshaft,notoff-axis,highspeed,lowspeedandothermeasurementswhichshouldbetakenundertorsionmomentofthesensorsandtheadvantagesanddisadvantagesofvariousrotarytorquesensorshavecarriedoutadetailedanalysis.Keywords:Marinedieselengine;temperaturesensor;pressuresensor;speedpositionsensorCapacitiveliquidleve

6、lsensor;resistancestrainrotarytorquesensor1、溫度傳感器船舶柴油機上用的溫度傳器為二線式敏溫度傳感器，其外形如圖2所示。隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值降低，正常情況下阻值在500Q40kQ之間變化，表1所示為一個典型的康明斯溫度傳感器參數(shù)，具體參數(shù)值請參照隨電路圖提供的傳感器技術(shù)參數(shù)表。圖3為溫度傳感器的工作原理圖。隨著溫度的升高，熱敏電阻值降低，從而使信號電壓降低，根據(jù)溫度傳感器的工作原理，可以用檢查熱敏電阻阻值的方法檢查溫度傳感器，通過對比實際測量所得的電阻值和參數(shù)表中的電阻值，來判斷溫度傳感器是否正常。BB2iR屋傳舷器夕卜丹多具體實例:WR系列

7、熱電偶概述：工業(yè)用熱電偶作為溫度測量，通常用來和顯示儀表等配套使用，以直接測量各種生產(chǎn)過程中從0C至+1800C范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度測量。技術(shù)指標：測溫范圍、型號、分度號、精度等見附表柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù) 絕緣電阻：溫度為1535C相對濕度80%熱電偶的若電極和保護管應為應不小于5MQ（電壓100V）,熱電偶的最小插入深度應不小于其保護管直徑的810倍引線可為二線或三線響應時間：金屬保護管16tV90s12tV30s保護管材料:不銹鋼1Cr18Ni9Ti、探鋼20#、高鋁質(zhì)附表名稱型號分度號測溫范圍直徑（mm）允許誤差C鎳鉻-鎳硅WRKK01300C12、16

8、、20、25可選2.5C或土0.751鎳鉻-康銅WREE0800C2.5C或土0.751鉑老10-鉑WRSS01600C2.5C或土0.751鉑老30-鉑老6WRBB01800C2.5C或土0.751型號規(guī)格：WR單位：mm溫度儀表熱電偶熱電偶材料K：鎳鉻-鎳硅E：鎳鉻-康銅S：鉑銠10-鉑B：鉑銠30-鉑銠6安裝固定形式1、無固定裝置式2、固定螺紋式3、活動法蘭式4、固定法蘭式5、直角式6、固定螺紋錐形接線盒形式2、防濺式3、防水式附表4、防爆式保護管規(guī)格0、16mm不銹鋼管1、12mm不銹鋼管2、20mm不銹鋼管3、16mm高鋁管162025總長L插深I(lǐng)總長L插深I(lǐng)總長L插深I(lǐng)300150

9、40025055040035020045030065050040025055040090075045030065050011501000550400900750165015006505001150100021502000900750165015001150100021502000 #柴油機檢測技術(shù)4、25mm高鋁管歡迎撥打移動熱線：1369475或01081709716垂詢或索取資料!WZ系列熱電阻概述：工業(yè)用熱電阻作為溫度測量儀表，通常用來和顯示儀表等配套使用，直接測量各種生產(chǎn)過程中從-200C+500C范圍內(nèi)的液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。技術(shù)指標：測溫范圍、型號、分度號、精度等

10、見附表三絕緣電阻：溫度為1535C相對濕度80%熱電偶的若電極和保護管應為應不小于5MQ（電壓100V）,熱電偶的最小插入深度應不小于其保護管直徑的810倍引線可為二線或三線響應時間：金屬保護管16tV90s12tV30s保護管材料:不銹鋼1Cr18Ni9Ti、探鋼20#、高鋁質(zhì)柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù) 防爆標志：dIIbT4選型規(guī)格：WZ注：“t”為實際測量溫度熱電阻類別分度號測溫范圍允許誤差At(C)WZP鉑熱電阻Pt100、Pt50Pt10-200+600CA級土(0.15+0.0021)WZP鉑熱電阻-200+450CB級土(0.30+0.0051)WZC銅熱電阻CU

11、50-50+150C(0.30+0.0051)附表三:溫度儀表1熱電阻熱電阻材料P鉑熱電阻C銅熱電阻按裝固定形式1無固定裝置2固定螺紋3活動法蘭4固定法蘭接線盒形式2防濺式3防水式保護管規(guī)格016不銹鋼管1W12不銹鋼管WRZ系列一體化溫度變送器概述：WRZ系列一體化溫度變送器是熱電阻、熱電偶與變送器的完美結(jié)合，以十分簡捷的方式把-2001300C的溫度信號轉(zhuǎn)換為標準420mA電流信號實現(xiàn)對溫度精確測量與控制。WZR溫度變送器可與顯示儀、控制系統(tǒng)、記錄儀等調(diào)節(jié)器配套使用，并被廣泛應用于石油、化工、發(fā)電、醫(yī)藥、紡織、鍋爐等工業(yè)領(lǐng)域。技術(shù)指標：儀表主要特點:基本誤差：1.0%、0.5%、0.25%

12、輸出信號：420mA負載電阻：250Q允許范圍為0500Q供電電源：24VDC允許范圍為1830VDC長溫度漂移:W0.015%/C用環(huán)境溫度：-2560C、相對濕度：W95%高，無視覺誤差防爆等級：dIIBT4O二線制輸出、無需補償導線O抗干擾能力強、遠傳性能好O結(jié)構(gòu)簡單、合理安裝方便O小型化、安全可靠、使用壽命O三線制、二線制輸入方法通O液晶顯示現(xiàn)場溫度，清晰度測溫范圍:品名測溫材料分度號測溫范圍執(zhí)八、電偶鎳鉻-康銅E01000C范圍內(nèi)任選鎳鉻-鎳硅K01300C范圍內(nèi)任選鉑銠10-鉑S01600C范圍內(nèi)任選乍白銠30-鉑銠6B01800C范圍內(nèi)任選執(zhí)八、電阻鉑熱電阻Pt100-20060

13、0C范圍內(nèi)任選銅熱電阻Cu50-50150C范圍內(nèi)任選銅熱電阻Cu100-50150C范圍內(nèi)任選注：1、在測溫范圍800C以下、隔爆型機電一體化溫度變送器的防爆性能有效2、可按用戶要求特殊設(shè)計、生產(chǎn)其它型號的變送器工作原理：溫度變送器采用熱電偶、熱電阻作為測溫元件，從測量元件輸出信號送到變送器模塊，經(jīng)穩(wěn)壓濾波、運算放大、非線形校正、V/I轉(zhuǎn)換、恒流等電路處理后，轉(zhuǎn)換為與溫度成線性關(guān)系的標準電流信號輸出。如圖：執(zhí)八、電偶或執(zhí)八、電穩(wěn)壓輸入網(wǎng)絡(luò)高性能放大非線性校正24VDC電壓/電流轉(zhuǎn)換420mA選型規(guī)格WRBWRB連接工藝M1M12X1.5M2M20X1.5M3M27X2M4法蘭式M5直插式接線

14、盒形式一體化溫度變送器類別A熱電偶KEBSB熱電阻Pt100、Cu50、Cu100測溫范圍TA-200600CTB01600C插入深度L02000mm內(nèi)任選保護管直徑D02至8可選D112、16、20、25可選2防濺式3防水式接線盒形式防水式結(jié)構(gòu)形式4防爆式現(xiàn)場顯示形式0無顯示1數(shù)字顯示防水或小接線盒（熱電阻）cTfr；_隔爆式柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù)無固定安裝固定法蘭安裝直肅安裝卡窘潔動袪蘭安裝航插式:主：|.血忌弋淮験示安裝扳度柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù) 安裝固定形式CI-圈1-典型安裝圖注意事項1、熱電阻到變送器端子間的引線要求盡量縮短，以減少不必要的精度損失。2、變送器所接的信號

15、線可以為普通的雙絞線。3、特殊規(guī)格訂貨可經(jīng)雙方協(xié)商決定4、可根據(jù)用戶需要配用相應材料的保護管，如剛玉質(zhì)或高鋁質(zhì)保護管。3、壓力傳感器控制系統(tǒng)中典型的壓力傳感器包括機油壓力傳感器、進氣壓力傳感器、燃油壓力傳感器、大氣壓力傳感器，以及某些情況下OEM安裝的壓力傳感器。天然發(fā)動機通常還安裝有多個壓力傳感器?？得魉拱l(fā)動機上使用的壓力傳感器有2種：一種是電容式壓力傳感器；另外一種是壓電晶體式傳感器。2種傳感器均為3線式，2根電源線向傳感器提供5V的工作電壓，1根信號線向ECU提供壓力信號電壓。燃油壓力傳感器接線圖和裝配圖如圖4所示。電容式壓力傳感器通過內(nèi)部的一個電容來感應壓力的變化，當壓力變化時，壓力差

16、使電容的2個極板之間的距離發(fā)生變化，從而輸出一個信號電壓。壓電晶體式傳感器通過內(nèi)部一個壓電晶體來感應壓力的變化，當壓力變化時，作用在壓電晶體上的壓差使電晶體輸出一個信號電壓。聲祐禍銃圻力電歸號裁油油執(zhí)EE龍|気號醫(yī)純I握力傳桔as畑沖理r傳池制襁覦陶抽贊血閣根據(jù)壓力傳感器測量壓力時參考壓力的不同，壓力傳感器又可以分為相對壓力傳感器和絕對壓力傳感器2種。相對壓力傳感器測量壓力時的參考壓力為大氣壓力，因此其測量大氣時的測量值為零；絕對壓力傳感器測量壓時的參考壓力是真空，其測得的壓力值為絕對壓力。壓力傳感器工作原理如圖5所示。甌力憐轉(zhuǎn)舘工作原理圖大部分壓力傳感器無法通過測量電阻的方式來判斷好壞，而需

17、要在壓力傳感器作時通過輸出的信號電壓來判斷。因此在檢測壓力傳感器時需要專用的檢測導線，保證傳感器正常工作的時將條線引出供檢測，不同的壓力傳感器需要不同的檢測導線。圖6為3種不同的壓力傳感器測試插頭。圖昨伍力傳蹴器專用測試導線及樋頭発凹測試導端不同的壓力傳感器其插頭不同，所選用的專用測試導線不同，但其測試方法是一樣的。測試方法是：斷開傳感器與線路的插頭；選擇正確的測試導線（即測試導線插頭與傳感器插頭相同）；用萬用表在測試端分別測出輸入電壓和輸出信號電壓。把測得的電壓值分別與發(fā)電機廠給出的標準技術(shù)規(guī)范相比較，即可判斷該傳感器是否正常。具體實例：HB2135系列專用型硅壓阻壓力傳感器特點：自主設(shè)計、

18、專業(yè)制造的硅壓阻壓力傳感器標準壓力接口和信號輸出膜片隔離、穩(wěn)定可靠恒流、恒壓供電模式的溫度補償網(wǎng)絡(luò)廣泛應用于現(xiàn)場過程控制、設(shè)備儀器的氣體和液體的表壓、絕壓的測量電氣接線示意圖電源+輸出一B1恒流供電原理圏典型應用電路主要技術(shù)指標:序號項目規(guī)格1基準里程35kPa、100kPa、250kPa、600kPa、1MPa、2.5MPa、6MPa、10MPa、25MPa、40MPa、60MPa、100MPa2過載能力1.5倍基準量程的3零點輸出土1mV4滿里程輸出50mV5準確度0.1%F.S、0.25%F.S、0.5%F.S6電特性供電電源：1mA,或恒壓5V絕緣電阻：200M(100VDC)橋路阻抗

19、：5(120%)k7溫度范圍工作溫度：-40+100C070C(典型)補償溫度：-30+100C、-10+50C、070C8零點溫度系數(shù)0.02%F.S/C（典型）9靈敏度溫度系數(shù)0.02%F.S/C（典型）10長期穩(wěn)定性0.2%F.S/年注：1.準確度包括遲滯、重復性和非線性(最小二乘法)2沒有其它說明，所有測試值均相對25C紅色導線一電源+棕色導線一電源-橙色導線一輸出+黃色導線一輸出-型號及規(guī)格代號HB2135專用型硅壓阻壓力傳感器代號品種A絕壓G表壓代號基準量稈35035kPa1010100kPa2510250kPa6010600kPa10201MPa252025MPa60206MPa

20、103010MPa253025MPa403040MPa603060MPa1040100MPa代號準確度等級B0.1%F.SC0.25%F.SD0.5%F.S代號溫度補償模式AT恒流供電溫度補償VT恒壓供電溫度補償代號壓力測量接口JM20X1.5外螺紋KZ1/2外螺紋L客戶約定代號信號輸出連接M1航空接插件M2赫斯曼接插件M3纜線連接L客戶約定代號補償溫區(qū)T1-30+100CT2-10+50CT3070C數(shù)字丨年代及編號選型示例HB2135G102CJM2T10600003HB2135系列專用型硅壓阻壓力傳感器，表壓，量程01MPa，準確度0.25%F.S,M20X1.5外螺紋壓力測量接口，赫斯

21、曼接插件連接，補償溫區(qū)-30+100C2006年牛產(chǎn)，第00003編號。3、速度與位置傳感器4、速度與位置傳感器是船舶柴油發(fā)電機上用于檢測柴油機機運行速度和凸輪軸位置的傳感器。常用的有2種不同形式的速度傳感器：磁繞組（VR）式和霍爾效應式，如圖8所/示O圖曾2種類型的速度與位置傳膊器具體實例：轉(zhuǎn)速測量及控制的基本原理1.1轉(zhuǎn)速測量原理轉(zhuǎn)速的測量方法很多，根據(jù)脈沖計數(shù)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量的方法主要有M法（測頻法）、T法（測周期法）和MPT法（頻率周期法），該系統(tǒng)采用了M法（測頻法）。由于轉(zhuǎn)速是以單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)來衡量，在變換過程中多數(shù)是有規(guī)律的重復運動。根據(jù)霍爾效應原理，將一塊永久磁鋼固定在電機轉(zhuǎn)軸上的

22、轉(zhuǎn)盤邊沿，轉(zhuǎn)盤隨測軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤下方安裝一個霍爾器件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時，受磁鋼所產(chǎn)生的磁場的影響，霍爾器件輸出脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比。脈沖信號的周期與電機的轉(zhuǎn)速有以下關(guān)系：式中：n為電機轉(zhuǎn)速；P為電機轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)；T為輸出方波信號周期根據(jù)式(1)即可計算出直流電機的轉(zhuǎn)速。霍爾器件是由半導體材料制成的一種薄片，在垂直于平面方向上施加外磁場B,在沿平面方向兩端加外電場，則使電子在磁場中運動，結(jié)果在器件的2個側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢。其大小和外磁場及電流大小成比例?；魻栭_關(guān)傳感器由于其體積小、無觸點、動態(tài)特性好、使用壽命長等特點，故在測量轉(zhuǎn)動物體旋轉(zhuǎn)速度領(lǐng)域得到了廣泛應用。在

23、這里選用美國史普拉格公司(SPRAGUE)生產(chǎn)的3000系列霍爾開關(guān)傳感器3013,它是一種硅單片集成電路，器件的內(nèi)部含有穩(wěn)壓電路、霍爾電勢發(fā)生器、放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路輸出電路，具有工作電壓范圍寬、可靠性高、外電路簡單輸出電平可與各種數(shù)字電路兼容等特點。1.2轉(zhuǎn)速控制原理直流電機的轉(zhuǎn)速與施加于電機兩端的電壓大小有關(guān)，可以采用C8051F060片內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器DAC0的輸出控制直流電機的電壓從而控制電機的轉(zhuǎn)速。在這里采用簡單的比例調(diào)節(jié)器算法(簡單的加一、減一法)。比例調(diào)節(jié)器的輸出系統(tǒng)式為：尸心式中：Y為調(diào)節(jié)器的輸出；e(t)為調(diào)節(jié)器的輸人，一般為偏差值；Kp為比例系數(shù)。從式(2)可

24、以看出，調(diào)節(jié)器的輸出Y與輸入偏差值e(t)成正比。因此，只要偏差e(t)一出現(xiàn)就產(chǎn)生與之成比例的調(diào)節(jié)作用，具有調(diào)節(jié)及時的特點，這是一種最基本的調(diào)節(jié)規(guī)律。比例調(diào)節(jié)作用的大小除了與偏差e(t)有關(guān)外，主要取決于比例系數(shù)Kp,比例調(diào)節(jié)系數(shù)愈大，調(diào)節(jié)作用越強，動態(tài)特性也越大。反之，比例系數(shù)越小，調(diào)節(jié)作用越弱。對于大多數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，Kp太大時將會引起自激振蕩。比例調(diào)節(jié)的主要缺點是存在靜差，對于擾動的慣性環(huán)節(jié)，Kp太大時將會引起自激振蕩。對于擾動較大，慣性也比較大的系統(tǒng)，若采用單純的比例調(diào)節(jié)器就難于兼顧動態(tài)和靜態(tài)特性，需采用調(diào)節(jié)規(guī)律比較復雜的PI(比例積分調(diào)節(jié)器)或PID(比例、積分、微分調(diào)節(jié)器)算法。系

25、統(tǒng)的硬件軟件設(shè)計系統(tǒng)采用單片機C8051F060作為主控制器，使用霍爾傳感器測量電機的轉(zhuǎn)速，通過7079最終在LED上顯示測試結(jié)果。此外，還可以根據(jù)需要調(diào)整控制電機的轉(zhuǎn)速，硬件組成由圖1所示。系統(tǒng)測速框圖如下測速原理圖測速原理：測速的方法決定了測速信號的硬件連接，測速實際上就是測頻，因此，頻率測量的一些原則同樣適用于測速。通?？梢杂糜嫈?shù)法、測脈寬法和等精度法來進行測試。所謂計數(shù)法，就是給定一個閘門時間，在閘門時間內(nèi)計數(shù)輸入的脈沖個數(shù)；測脈寬法是利用待測信號的脈寬來控制計數(shù)門，對一個高精度的高頻計數(shù)信號進行計數(shù)。由于閘門與被測信號不能同步，因此，這兩種方法都存在1誤差的問題，第一種方法適用于信號

26、頻率高時使用，第二種方法則在信號頻率低時使用。等精度法則對高、低頻信號都有很好的適應性。圖2是測速電路的信號獲取部分，在電源輸入端并聯(lián)電容C2用來濾去電源尖嘯，使霍爾元件穩(wěn)定工作。HG表示霍爾元件，采用CS3020，在霍爾元件輸出端（引腳3）與地并聯(lián)電容C3濾去波形尖峰，再接一個上拉電阻R2,然后將其接入LM324的引腳3。用LM324構(gòu)成一個電壓比較器，將霍爾元件輸出電壓與電位器RP1比較得出高低電平信號給單片機讀取。C4用于波形整形，以保證獲得良好數(shù)字信號。LED便于觀察，當比較器輸出高電平時不亮，低電平時亮。微型電機M可采用型，通過電位器RP1分壓，實現(xiàn)提高或降低電機轉(zhuǎn)速的目的。C1電容

27、使電機的速度不會產(chǎn)生突變，因為電容能存儲電荷。電壓比較器的功能：比較兩個電壓的大小（用輸出電壓的高或低電平，表示兩個輸入電壓的大小關(guān)系）：當“”輸入端電壓高于“”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平；當“”輸入端電壓低于“”輸入端時，電壓比較器輸出為低電平；比較器還有整形的作用，利用這一特點可使單片機獲得良好穩(wěn)定的輸出信號，不至于丟失信號，能提高測速的精確性和穩(wěn)定性?？刂破鰿8051F060主要完成轉(zhuǎn)速脈沖的采集、16為定時計數(shù)器計數(shù)定時、運算比較，片內(nèi)集成的12位DAC0控制轉(zhuǎn)速，并且通過7279顯示接口芯片實現(xiàn)數(shù)碼顯示等多項功能。系統(tǒng)采用外部晶振，系統(tǒng)時鐘SYSCLK等于18432000,T0

28、定時1ms，初始化時TH0=（-SYSCLK/1000）8；TL0=-SYSCLK/1000。等待1s到，輸出轉(zhuǎn)速脈沖個數(shù)N，計算電機轉(zhuǎn)速值。將1s內(nèi)的轉(zhuǎn)速值換算成1min內(nèi)的電機轉(zhuǎn)速值，并在LED上輸出測量結(jié)果。軟件設(shè)計本系統(tǒng)采用C8051F060中的INT0中斷對轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)。定時器T1工作于外部事件計數(shù)方式對轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)；T0工作于定時器方式均工作于方式1。每到1s讀一次計數(shù)值，此值即為脈沖信號的頻率，根據(jù)式（1）可計算出電機的轉(zhuǎn)速。由于直流電機的轉(zhuǎn)速與施加工于電機兩端的電壓大小有關(guān)，故將實際測得的轉(zhuǎn)速值與預設(shè)的轉(zhuǎn)速值比較，若大于預設(shè)的轉(zhuǎn)速值則減小DAC0的數(shù)值，若小于轉(zhuǎn)速預設(shè)的轉(zhuǎn)速值則

29、增加DAC0的值調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，直到轉(zhuǎn)速值等于預設(shè)定的值，這樣就實現(xiàn)了對電機轉(zhuǎn)速的控制，主程序和T0中斷流程圖如圖2、3所示。ZS-02霍爾轉(zhuǎn)速傳感器一.簡介霍爾轉(zhuǎn)速傳感器采用霍爾效應，當金屬齒經(jīng)過霍爾傳感器前端時，引起磁場變化，霍爾元件檢測到磁場變化，并轉(zhuǎn)換成一個交變電信號，傳感器內(nèi)置電路對該信號進行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號，測量頻率范圍更寬，輸出信號更精確穩(wěn)定，安裝簡單，防油防水，已在電力、汽車、航空、紡織、石化等測速領(lǐng)域得到廣泛應用二技術(shù)參數(shù)工作電壓：524V測量范圍：020KHz感應距離：02mm測速齒輪形式：模數(shù)24（漸開線齒輪）輸出信號：方波，其峰無關(guān)，最大輸出電流20m

30、A峰值等于工作電源電壓幅度，與轉(zhuǎn)速工作溫度：-40+150C螺紋規(guī)格：16傳感器（M16X1）重量：約120三訂貨指南訂貨代號：ZS-02-A-B口傳感器長度：A口B口01：65mm01:單路輸出02：117mm02：兩路輸出03：148mm如ZS-02-B02表示117mm長的ZS-02形傳感器。傳感器安裝支架安裝方向標記緊固螺母轉(zhuǎn)速單路接線方式：紅線電源+極黑線電源-極黃線信號輸岀正反轉(zhuǎn)速接線方式：紅線電源+極黑線電源-極黃線信號A輸岀綠線信號B輸岀引岀線被測齒輪4、電容式傳感器測量液位電容式油位傳感器，是為鐵路機車、汽車油箱、油罐車、油庫等油位的精確測量而量身定做的專用儀表，采用先進的電

31、容傳感器采集電路結(jié)合16位單片機進行信號處理，精度可達0.2%。整機無任何可動或彈性部件，耐沖擊、安裝方便、可靠性高、精度高、性能價格比好?？砂惭b在各種場合對汽油、柴油、各種液壓油等油位進行準確的測控。產(chǎn)品核心部件采用先進的射頻電容檢測電路經(jīng)過16位單片機經(jīng)過精確的溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準電信號（一般為420mA）?？蛇xHART、CANBUS、485通訊協(xié)議進行系統(tǒng)組態(tài)。全系列變送器都具有自校準功能，用戶可通過兩個按鍵或兩根引線進行“零點”、“量程”自動校準，以適應各種復雜場所的不同要求。結(jié)構(gòu)簡單，無任何可動或彈性元部件，因此可靠性極高，維護量極少。一般情況下，不必進行維修。調(diào)整方便，完

32、全智能化。“零點”與“量程”僅需用磁性筆輕點一下即可。精確的溫度補償，消除了油介質(zhì)因熱脹冷縮引起的誤差。可用于高溫油位測量，且測量值不受被測液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響。輸出信號具有一定的阻尼時間，消除了因振動、顛簸引起的數(shù)據(jù)波動。完善的過流、過壓、電源極性保護。圖14接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器原理框圖 圖14接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器原理框圖 # 柴油機檢測技術(shù)三、工作原理:電容式油位傳感器的傳感部分是一個同軸的容器，當油進入容器后引起傳感器殼體和感應電極之間電容量的變化，這個變化量通過電路的轉(zhuǎn)換并進行精確的線性和溫度補償，輸出420mA標準信號供給顯示儀表。汕們促隨忍心I屮軸附四、性能指標：

33、檢測范圍：10-2000mm精度:0.5級承壓范圍：-0.1MPa5MPa探極耐溫:-50200C環(huán)境溫度:-2070C輸出信號:420mA供電電源:DC1228V（典型值24VDC）固定方式:螺紋安裝M16X1五、安裝與調(diào)試：1、傳感器為標準二線制儀表，電源（信號）線應使用屏蔽線或兩根紐在一起的雙絞線，盡量不要與其它電線一起通過線管或明線槽，也不可在大功率設(shè)備附近穿過。2、本產(chǎn)品在出廠時已經(jīng)校準，可適合大多數(shù)不導電的液體。若需要現(xiàn)場調(diào)整可采取以下方法：現(xiàn)場調(diào)零當油位處于下限時，用磁性筆斷續(xù)接觸黑色殼體上的“零點”部位，直到輸出電流調(diào)整到4mA。柴油機檢測技術(shù)性現(xiàn)場調(diào)滿當油位處于上限時，用磁性

34、筆斷續(xù)接觸黑色殼體上的“滿點”部位，直到輸出電流調(diào)整到20mA。5、電阻應變式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器1接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器的原理為：傳動軸由于受扭產(chǎn)生機械應變，引起貼在軸上的應變計變形使其電阻值發(fā)生改變，從而導致應變電橋失衡，輸出與扭矩成正比的微弱電壓信號，然后即可根據(jù)材料力學中應變和扭矩的關(guān)系得到相應扭矩大小，里信號的傳輸采用接觸式的導電滑環(huán)和刷臂，圖14為接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器測量的原理圖。旋轉(zhuǎn)軸上的應變橋把電壓信號傳遞給和旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的導電滑環(huán)，導電滑環(huán)再把信號傳遞給和其接觸的固定在傳感器外殼上的導電刷臂，從而完成信號由旋轉(zhuǎn)到靜止的可靠傳遞。柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù)數(shù)字信

35、號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器把無線傳輸技術(shù)應用到旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器，實現(xiàn) #數(shù)字信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器把無線傳輸技術(shù)應用到旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器，實現(xiàn) 一般情況下，刷臂分為兩種，一種為刷絲式，一種為刷片式。刷絲式的刷臂和滑環(huán)的接觸面小,摩擦小，但信號傳遞可靠性相對較低，不適合高速旋轉(zhuǎn)下測量，一般轉(zhuǎn)速在500r/min情況下，可采用這種測量方式；刷片式的刷臂和滑環(huán)的接觸面大，摩擦大，信號傳遞可靠性相對較高，一般轉(zhuǎn)速在5003000r/min的情況下，可采用這種測量方式。接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器的特點是：適合測量靜止扭矩，也可以測量低速轉(zhuǎn)動扭矩；體積小，重量輕，易于安裝；無需復雜電路；存在導電滑環(huán)的磨損，壽命

36、有限，不適合高轉(zhuǎn)速場合。2非接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器非接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器中能量的傳遞都是通過非接觸耦合的電磁感應來供電的，傳遞電壓為9V左右。電感集流環(huán)是應用初級線圈與次級線圈之間的電磁感應現(xiàn)象來進行非接觸能源傳遞的解決了在旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)下，對旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器進行持續(xù)、非接觸供能的問題。電感集流環(huán)的初級線圈是繞在一個靜止的尼龍骨架上，外面包有電磁純鐵，卡在傳感器的外殼上；次級線圈是繞在一個圓環(huán)形電磁純鐵上，圓環(huán)形電磁純鐵固定在彈性軸上，與軸一起旋轉(zhuǎn)。靜止的和旋轉(zhuǎn)的線圈同軸布置，互相不接觸，有一個很小的空氣間隙。為了提高兩個線圈之間的耦合系數(shù)，這個間隙應該盡可能做得小，通常約為0115mm。加在初級線

37、圈上的高頻電壓（一般為1060Hz）,通過電磁感應在旋轉(zhuǎn)的次級線圈上感應出電壓，經(jīng)穩(wěn)壓、整流后為應變電橋、信號處理電路及發(fā)射機提供能量。感應供電的優(yōu)點是適合長時間測量，尤其適合實時運行狀態(tài)監(jiān)測。非接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器根據(jù)信號的傳輸方式又分為數(shù)字信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器和頻率信號傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器。211數(shù)字信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器柴油機檢測技術(shù)柴油機檢測技術(shù) 3卡環(huán)式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器 了純數(shù)字式的無線傳輸，測試系統(tǒng)包括電源信號、應變電橋、單片機、數(shù)據(jù)無線發(fā)射與接收模塊、轉(zhuǎn)換電路與終端顯示與存儲設(shè)備。其原理框圖如圖15所示。wXIfew-圖15無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器原理框圖將測扭電阻應

38、變片粘貼在被測彈性軸上并組成應變電橋，電感集流環(huán)的感應電壓經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后向應變電橋提供電源，當彈性軸受扭時，彈性軸產(chǎn)生變形，電阻應變片的阻值隨之發(fā)生變化，使電橋輸出不平衡，由變換電路輸出mV級的電壓信號，模擬信號直接接入ADC824的模擬輸入端，A/D轉(zhuǎn)換器將應變信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，單片機進行編程處理后按照一定的格式傳送給無線發(fā)送模塊，信號通過無線數(shù)傳模組來實現(xiàn)純數(shù)字量的無線收發(fā)，無線接收模塊將信號接收后，再通過RS232串行通訊口傳送給上位機，進行數(shù)據(jù)處理。212頻率信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器頻率信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器與數(shù)字信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器電源的供電方式相同，都采

39、用無接觸耦合的電磁感應供電方式，主要區(qū)別是此類傳感器傳遞的并非純數(shù)字信號，而是通過非接觸耦合的電磁感應來傳遞頻率信號，同樣較好地解決了旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下扭矩數(shù)值（轉(zhuǎn)矩）的測量。其結(jié)構(gòu)原理框圖如圖16所示。1-輸入能源耦合器；2-應變橋；3-放大器;4-V/F變換器；5-輸出信號耦合器；6-信號輸出電路圖16頻率信號無線傳輸型旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器原理框圖電源經(jīng)過處理后經(jīng)耦合將能源供給應變橋，應變電橋?qū)冚S的微小變形轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過放大器的放大送到V/F變換器，把電壓信號轉(zhuǎn)換成可以耦合的頻率信號，經(jīng)輸出信號耦合器輸出，通過信號輸出電路整形后輸出調(diào)頻方波信號,然后測出方波頻率量，就可以得到相應的扭矩值。非接觸式旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器的特點:無接觸,無磨損，使用壽命長，轉(zhuǎn)換精度高,A/D轉(zhuǎn)換內(nèi)碼可達10萬以上；由于采用微電子技術(shù)。測量可靠性大大提高；可在高轉(zhuǎn)速下測量，數(shù)字信號無線傳輸型可在5000r/min轉(zhuǎn)速下測量扭矩（取決于無線收發(fā)模塊傳遞的可靠性）；頻率信號數(shù)據(jù)傳輸型可在8000r/min轉(zhuǎn)速下測量；由于內(nèi)藏CPU電路,可以實現(xiàn)各種補償,使其精度大大提