第三章液壓測(cè)試系統(tǒng)

第三章液壓測(cè)試系統(tǒng)第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.1概述1.傳感器(Sensor)定義

傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量、并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成(GB766-87)。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或裝置。第三章常用傳感器第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日傳感器在非電量電測(cè)系統(tǒng)中的作用：一是敏感作用：感受并拾取被測(cè)對(duì)象的信號(hào)二是變換作用：被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于檢測(cè)和處理的電信號(hào)概述

獲得傳感器信號(hào)的兩種方法：直接獲得電信號(hào)的變化（開關(guān)傳感器）；將物理量變換成電信號(hào)的變化（水位、壓力等）。第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2.傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類:(2)按傳感器元件的變換原理分類:位移傳感器,流量傳感器,溫度傳感器等.電阻式,電容式,電感式,壓電式、光電式等.物性型:依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換.例如:水銀溫度計(jì),壓電測(cè)力計(jì).結(jié)構(gòu)型:依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變.例如:電容式和電感式傳感器.概述第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日能量轉(zhuǎn)換型:直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作.

例如:熱電偶溫度計(jì),壓電式加速度計(jì).能量控制型:從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部供給能量的變化.

例如:電阻應(yīng)變片.能量傳遞型:從某種能量發(fā)生器與接受器進(jìn)行能量傳遞過(guò)程中實(shí)現(xiàn)敏感檢測(cè).

例如:超聲波發(fā)生器和接受器.(3)按傳感器的能量傳遞方式分類:概述第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.傳感器的性能要求足夠的容量匹配性好，轉(zhuǎn)換靈敏度高精度適當(dāng)，穩(wěn)定性高反應(yīng)速度快，工作可靠性高適應(yīng)性和適用性強(qiáng)概述第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電阻式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器按工作的原理可分為:熱敏式電阻應(yīng)變式變阻器式光敏式電敏式3.2電阻式傳感器第三章常用傳感器第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

電阻應(yīng)變式傳感器--應(yīng)變片金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著它所受機(jī)械變形(伸長(zhǎng)或縮短)的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。電阻式傳感器第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日1)工作原理金屬應(yīng)變片的電阻R為電阻式傳感器第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日(1)金屬應(yīng)變片（不變）金屬應(yīng)變計(jì)(2)半導(dǎo)體應(yīng)變片（變化）半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2)金屬應(yīng)變計(jì)金屬應(yīng)變計(jì)有:絲式和箔式優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性和溫度特性好.缺點(diǎn):靈敏度系數(shù)小.應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3)半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)變靈敏度大;體積小;能制成具有一定應(yīng)變電阻的元件.缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器體型薄膜型擴(kuò)散型

第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：4)應(yīng)用電阻式傳感器第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：電子稱原理將物品重量通過(guò)懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。德國(guó)HBM電阻應(yīng)變式傳感器電阻式傳感器第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.3電容式傳感器

1.變換原理:

將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++A

當(dāng)被測(cè)量δ、A或ε發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變另一個(gè)參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化。第三章常用傳感器第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2分類

a)極距變化型;+++c)介質(zhì)變化型電容式傳感器

b)面積變化型:角位移型,平面線位移型,柱面線位移型.第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3應(yīng)用1.震動(dòng)，偏心，裂紋，振蕩，同心度2.位移，移動(dòng)，位置，膨脹3.撓度，變形，波動(dòng)，傾斜4.尺寸，公差，分選，零件識(shí)別5.沖擊，應(yīng)變，軸向振動(dòng)6.軸承振動(dòng)，油膜間隙，磨擦，偏心電容式傳感器

第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.4電感式傳感器電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測(cè)量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型第三章常用傳感器第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日1自感型--可變磁阻式a)變間隙型原理:電磁感應(yīng)電感式傳感器第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日b)變面積型c）螺線管型電感式傳感器第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日d)差動(dòng)型電感式傳感器第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2渦流式原理:渦流效應(yīng)原線圈的等效阻抗Z變化：電感式傳感器a)高頻反射式：（集膚效應(yīng)）第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日電感式傳感器b)低頻透射式：（互感原理）第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：連續(xù)油管的橢圓度測(cè)量CoiledTubeEddySensor

ReferenceCircle原理：電感式傳感器第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：無(wú)損探傷原理裂紋檢測(cè)，缺陷造成渦流變化?；疖囕啓z測(cè)油管檢測(cè)電感式傳感器第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：測(cè)厚案例：零件計(jì)數(shù)電感式傳感器第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3變壓器式--差動(dòng)變壓器工作原理:互感現(xiàn)象.電感式傳感器第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用:厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,壓縮,垂直度;壓力,流量,液位;張力,重力,負(fù)荷量;扭矩,應(yīng)力,動(dòng)力;氣壓,溫度;振動(dòng),速度,加速度;等.案例：板的厚度測(cè)量~案例：張力測(cè)量電感式傳感器第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.5磁電式傳感器

1.變換原理:

磁電式傳感器是把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U為

磁通變化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，改變其中一個(gè)因素，都會(huì)改變線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

第三章常用傳感器第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日2分類

磁電式動(dòng)圈式磁阻式線速度型角速度型N磁電式傳感器第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3動(dòng)圈式傳感器磁電式傳感器第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日4磁阻式傳感器磁電式傳感器第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日5應(yīng)用b)測(cè)速電機(jī)a)磁電式車速傳感器磁電式傳感器第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.6壓電式傳感器

1.變換原理:

壓電效應(yīng)某些物質(zhì)，如石英，當(dāng)受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部被極化，表面會(huì)產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。第三章常用傳感器第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日壓電效應(yīng)q=DF壓電式傳感器第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日F+2、測(cè)量電路

a)電壓放大器壓電式傳感器第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日

b)電荷放大器F+壓電式傳感器第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3應(yīng)用b)壓力變送器a)加速度計(jì)，力傳感器

壓電式傳感器第三十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日案例：飛機(jī)模態(tài)分析壓電式傳感器第三十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3.7傳感器選用原則

選擇傳感器主要考慮靈敏度、線性范圍、響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精確度、測(cè)量方式等六個(gè)方面的問(wèn)題。

1、靈敏度一般說(shuō)來(lái)，傳感器靈敏度越高越好，但在確定靈敏度時(shí)，要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題。a)靈敏度過(guò)高引起的干擾問(wèn)題；b)量程范圍。c)交叉靈敏度問(wèn)題。第三章常用傳感器第四十頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日3響應(yīng)特性傳感器的響應(yīng)特性是指在所測(cè)頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測(cè)量條件。實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時(shí)間越短越好。2線性范圍任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測(cè)量精度的基本條件。傳感器選用原則

第四十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，2022年，8月28日4穩(wěn)