第6章6.1位移、速度及加速度檢測(cè)-王威立

第6章位移、速度及加速度檢測(cè)電感式傳感器差動(dòng)變壓器位移計(jì)電位器傳感器電容式位移傳感器感應(yīng)同步器光柵位移測(cè)試碼盤式傳感器激光式傳感器磁電感應(yīng)式速度傳感器測(cè)速發(fā)電機(jī)及電磁脈沖式轉(zhuǎn)速計(jì)光電式轉(zhuǎn)速計(jì)加速度傳感器6.1電感式傳感器

6.1.1

電感式傳感器的原理及分類

電感式傳感器又稱自感式傳感器或變磁阻式傳感器，原理如圖示。線圈的電感值按下式計(jì)算：其中：

6.1電感式傳感器

，忽略Rc，則有

測(cè)量原理？6.1電感式傳感器電感式傳感器分為三種類型

螺線管式變氣隙型變截面型6.1電感式傳感器6.1.2輸出特性

變氣隙式和變截面式自感傳感器的輸出的特性如圖示。其靈敏度分別為時(shí)近似為線性！6.1電感式傳感器6.1.3

差動(dòng)電感傳感器原理

差動(dòng)變氣隙式電感傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量（交流）電橋（調(diào)幅電路）如圖示。1-鐵芯2-線圈3-銜鐵6.1電感式傳感器6.1電感式傳感器下面的鐵心和線圈去掉6.1電感式傳感器與單線圈變氣隙式電感傳感器相比，差動(dòng)變氣隙式電感傳感器的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度提高一倍。電磁吸力相互抵消。溫度自補(bǔ)償。抗外磁場(chǎng)干擾能力較強(qiáng)。

6.2差動(dòng)變壓器位移計(jì)6.2.1

差動(dòng)變壓器原理、特性及測(cè)量電路差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)與原理

6.2差動(dòng)變壓器位移計(jì)①鐵芯在平衡位置，

②鐵芯右移，

③鐵芯左移，

6.2差動(dòng)變壓器位移計(jì)輸出特性零點(diǎn)殘余電壓？產(chǎn)生？危害？補(bǔ)償？在平衡點(diǎn)附近，①存在測(cè)量死區(qū)！②線性變差！U2U26.3

電位器傳感器

6.3.1

電位器傳感器原理

電位器式電阻傳感器的結(jié)構(gòu)如圖示，圖(a)為直線式電位器，可測(cè)線位移；(b)為旋轉(zhuǎn)式電位器，可測(cè)角位移。

6.3電位器傳感器6.3.2

電位器傳感器輸出特性

RL6.3

電位器傳感器6.3.3

電位器傳感器結(jié)構(gòu)

①電阻絲：電阻系數(shù)大，溫度系數(shù)小，對(duì)銅的熱電勢(shì)應(yīng)盡可能小。常用的有銅鎳合金類、銅錳合金類、鎳鉻絲等。

②骨架：不易變形，表面絕緣電阻高，散熱好。常用的有陶瓷、酚醛樹脂、工程塑料等。

③電刷：與電阻絲接觸電勢(shì)小，并有一定的接觸力。長(zhǎng)光柵莫爾條紋播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫長(zhǎng)光柵光閘莫爾條紋播放中……圓弧莫爾條紋單擊準(zhǔn)備演示播放動(dòng)畫光閘莫爾條紋播放動(dòng)畫播放中……環(huán)形莫爾條紋播放動(dòng)畫播放中……單擊準(zhǔn)備演示單擊準(zhǔn)備演示輻射形莫爾條紋播放動(dòng)畫6.5光柵位移測(cè)試

光柵式位移傳感器，也稱計(jì)量光柵，主要用于線位移和角位移的精密測(cè)量。6.5.1光柵的基本結(jié)構(gòu)一、光柵光柵是在透明的玻璃上刻有大量平行等寬等距的刻線構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)如圖示。W稱為光柵柵距或光柵常數(shù)。常用計(jì)量光柵W=0.004~0.05mm，相當(dāng)于(250~20)線對(duì)/mm。黑白型長(zhǎng)光柵W6.5

光柵位移測(cè)試6.5.2

光柵傳感器原理

光柵傳感器由光柵、光路、光電元件和轉(zhuǎn)換電路等組成。一、光柵傳感器的組成

光柵傳感器的組成如圖示。指示光柵應(yīng)置于主光柵的費(fèi)涅耳第一焦面上，其間的距離為：

6.5

光柵位移測(cè)試二、莫爾條紋

1.莫爾條紋光柵式傳感器的基本工作原理是利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。莫爾條紋如圖示。6.5

光柵位移測(cè)試2.莫爾條紋的特征(1)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系：莫爾條紋的移動(dòng)量和移動(dòng)方向與主光柵相對(duì)于指示光柵的位移量和方向有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。光柵移動(dòng)一個(gè)柵距，莫爾條紋移過(guò)一條，光柵反向移動(dòng)，莫爾條紋也向相反方向移動(dòng)。見(jiàn)下圖。6.5

光柵位移測(cè)試

6.5

光柵位移測(cè)試(2)減小誤差：莫爾條紋對(duì)光柵的刻線誤差有平均作用，能在很大程度上消除柵距局部誤差和短周期誤差影響。(3)位移放大：莫爾條紋的間距隨著光柵線紋交角而改變，關(guān)系為：從上式可知，θ越小，條紋間距B將變得越大，莫爾條紋有放大作用，其放大倍數(shù)為：

例如：W=0.02mm，θ=0.1°，則

B=11.46mm，