3gccs1機械工程測試·信息·信號分析資料

第三章、傳感器測量原理本章學習要求：1.了解傳感器的分類2.駕馭常用傳感器測量原理3.了解傳感器測量電路工程測試技術基礎第三章、傳感器測量原理3.1概述1.傳感器定義傳感器是借助檢測元件將一種形式的信息轉換成另一種信息的裝置。

物理量電量

目前，傳感器轉換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉換成電信號的裝置。2.傳感器的構成傳感器由敏感器件與幫助器件組成。敏感器件的作用是感受被測物理量，并對信號進行轉換輸出。幫助器件則是對敏感器件輸出的電信號進行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。3.1概述dV3.傳感器的分類3.1概述1)按被測物理量分類常見的被測物理量機械量:長度,厚度,位移,速度,加速度,旋轉角,轉數(shù),質量,重量,力,壓力,真空度,力矩,風速,流速,流量;聲:聲壓,噪聲.磁:磁通,磁場.溫度:溫度,熱量,比熱.光：亮度，色調3.1概述機械式,電氣式,光學式,流體式等.2)按工作的物理基礎分類:3.1概述能量轉換型和能量控制型.3)按信號變換特征:能量轉換型:干脆由被測對象輸入能量使其工作.例如:熱電偶溫度計,壓電式加速度計.能量限制型:從外部供應能量并由被測量限制外部供應能量的變更.例如:電阻應變片.3.1概述4)按敏感元件與被測對象之間的能量關系:物性型:依靠敏感元件材料本身物理性質的變更來實現(xiàn)信號變換.如:水銀溫度計.結構型:依靠傳感器結構參數(shù)的變更實現(xiàn)信號轉變.例如:電容式和電感式傳感器.3.2電阻式傳感器電阻式傳感器是把被測量轉換為電阻變更的一種傳感器,按工作的原理可分為:變阻器式、電阻應變式、熱敏式、光敏式、電敏式.1變阻器式傳感器第三章、傳感器測量原理等效電路分析:xL3.2電阻式傳感器L-變阻器總長;x-電刷移動量.R-總電阻;RL電刷電阻;R=K*ll=R/KEE1Lx=RRL=EE1x=L*E1/E3.2電阻式傳感器x=L*E1/E=K*E10LEE1x3.2電阻式傳感器EE1VRmRxR-Rx1EE1=xLRmR+Lx()-3.2電阻式傳感器負載效應1EE1=xLRmR+Lx()-[]0LE(2)變阻器式傳感器的性能參數(shù):1)線性(或曲線的一樣性);4)移動或旋轉角度范圍;2)辨別率;5)電阻溫度系數(shù);3)整個電阻值的偏差;6)壽命;(3)變阻器式傳感器的分類3.2電阻式傳感器按測量類型：單圈電位器多圈電位器直線滑動式電位器3.2電阻式傳感器按制作方式：線繞電位器導電塑料電位器普通塑料基底導電材料粉變阻器式傳感器產(chǎn)品3.2電阻式傳感器案例：重量的自動檢測--配料設備

比較重量設定原材料3.2電阻式傳感器原理：彈簧->力->位移->電位器->電阻案例：煤氣包儲量檢測煤氣包鋼絲3.2電阻式傳感器原理：鋼絲->收線圈數(shù)->電位器->電阻案例：玩具機器人（廣州中鳴數(shù)碼）3.2電阻式傳感器原理：電機->轉角->電位器->電阻2電阻應變式傳感器--應變片電阻應變片工作原理是基于金屬導體的應變效應，即金屬導體在外力作用下發(fā)朝氣械變形時，其電阻值隨著所受機械變形(伸長或縮短)的變更而發(fā)生變更象。3.2電阻式傳感器1)工作原理上述任何一個參數(shù)變換均會引起電阻變更,求導數(shù)3.2電阻式傳感器金屬應變片的電阻R為代入3.2電阻式傳感器有：金屬絲：金屬絲體積不變：3.2電阻式傳感器有：對金屬材料，導電率不變：金屬絲應變片：應變計3.2電阻式傳感器金屬應變計3.2電阻式傳感器半導體應變計簡化為：優(yōu)點：靈敏度大;體積小;缺點：溫度穩(wěn)定性和可重復性不如金屬應變片。3)應變片的主要參數(shù)

4）其它表示應變計性能的參數(shù)（工作溫度、滯后、蠕變、零漂以及乏累壽命、橫向靈敏度等）。3.2電阻式傳感器1）幾何參數(shù)：表距L和絲柵寬度b，制造廠常用b×L表示。2）電阻值：應變計的原始電阻值。3）靈敏系數(shù)：表示應變計變換性能的重要參數(shù)。3.2電阻式傳感器3)應變片測量電路VER1R2R3R43.2電阻式傳感器令：金屬絲應變片：V與應變成線形關系，可以用電橋測量電壓測量應變3.2電阻式傳感器電阻應變片的選擇、粘貼技術

1.目測電阻應變片有無折痕.斷絲等缺陷，有缺陷的應變片不能粘貼。2.用數(shù)字萬用表測量應變片電阻值大小。同一電橋中各應變片之間阻值相差不得大于0.5歐姆.3.試件表面處理：貼片處置用細紗紙打磨干凈，用酒精棉球反復擦洗貼處，直到棉球無黑跡為止。4.應變片粘貼:在應變片基底上擠一小滴502膠水，輕輕涂抹勻整，立刻放在應變貼片位置。3.2電阻式傳感器5.焊線:用電烙鐵將應變片的引線焊接到導引線上。6.用兆歐表檢查應變片與試件之間的絕緣組織，應大于500M歐。7.應變片疼惜：用704硅橡膠覆于應變片上，防止受潮。3.2電阻式傳感器電阻應變式傳感器的應用：測力3.2電阻式傳感器標準產(chǎn)品案例：橋梁固有頻率測量3.2電阻式傳感器案例：電子稱原理將物品重量通過懸臂梁轉化結構變形再通過應變片轉化為電量輸出。3.2電阻式傳感器案例：沖床生產(chǎn)