机电一体化的单元技术ppt课件.ppt

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1、第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术目录2.1概述2.2精密机械技术2.3传感检测技术2.4伺服驱动技术第二章机电一体化的单元技术2.3传感检测技术传感与检测系统是机电一体化产品中的一个重要组成部分，用于实现检测功能。检测系统主要由传感器及相应的信号处理电路构成。传感器：是一种以一定的精确度将被测量转换为与之有确定对应关系的、易于处理和传输的信号测量装置。非电量信号－－电量信号一.传感器的组成第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术被测量（非电量）物理量电参量电量（R、L、C）（U、I、f）敏感元件：直接感受、获取被测量并输出与被测量有确定关系的某种物

2、理量的元件。转换元件：一般情况下不直接感受被测量，而是将敏感元件的输出转换成电参量形式的输出元件。转换电路：把转换元件输出的电路参量转换成便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。第二章机电一体化的单元技术气体压力传感器原理膜盒2外部与大气压相通，它的下半部与壳体1固接,上半部通过连杆与磁心4相连,磁心4置于两个电感线圈3中,后者接入转换电路5。敏感元件：膜盒2转换元件：可变电感3转换电路5第二章机电一体化的单元技术（一）分类按被测量：物理量、化学量、生物量按信号变化特征：结构型、物性型按工作原理：压电式、光电式、热电式等按输出量：开关型、模拟型、数字型二.传感器的分类及特性

3、传感器按输出信号的性质分类模拟型(analog)数字型(digital)接触型（如微动开关、行程开关、接触开关）非接触型（如光电开关、接近开关）电压、电流型（如热电偶、光电池等）电阻型（如电位器、电阻应变片等）电感、电容型（如电感、电容式位移传感器）计数器（二值、十值计数器）代码型（如旋转编码器、磁尺等）传感器sensor开关型（二值型)(on-off)第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术（二）特性特性:输出与输入之间的关系(1)静态特性：被测量处于稳定状态时，传感器的输入值与输出值之间的关系。主要技术指标：量程线性度灵敏度精度分辨率迟滞性重复性第二章机电一体化的

4、单元技术量程在允许误差限内传感器的适用测量范围。线性度在静态输入下，传感器实际特性曲线与理论直线之间的最大偏差与满量程值之比。第二章机电一体化的单元技术灵敏度传感器的灵敏度是指传感器在稳定标准条件下，输出量的变化量与输入量的变化量之比。表征传感器对输入量变化的反应能力。线性传感器非线性传感器传感器的灵敏度选用原则：在量程范围内，传感器的灵敏度越高越好，但要注意外界噪声的影响。第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术精度传感器的输出量与实际被测量之间的接近程度。精度一般用标定的方法来确定分辨率传感器能检测到的最小输入增量称分辨率。在输入零点附近的分辨率称为阈值—正反行程

5、间输出的最大差值。xΔHmaxY迟滞性传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中，输出/输入特性曲线不重合的程度。第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术重复性传感器在同一条件下，被测输入量按同一方向作全量程连续多次重复测量时，所得输出/输入曲线的不一致程度。零漂传感器在零输入状态下输出值的变化。第二章机电一体化的单元技术(2)动态特性指传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。动态特性参数如：最大超调量、上升时间

6、、稳定时间、频率响应范围、临界频率、临界速度、阻尼比等。传感器的发展方向(developmentofsensor)（一）新型传感器的开发从以结构型为主转向以物性型为主的过程第二章机电一体化的单元技术（1）同一功能的多个敏感元件排列成线性、面型的阵列型传感器。（2）多种不同功能的敏感元件集成一体，成为可同时进行多种参数测量的传感器。（3）传感器与放大、运算、温度补偿等电路集成一体具有多种功能。（二）传感器的集成化和多功能化(Integrationandmultifunctionalofsensor)随着微电子学、微细加工技术和集成化工艺等方面的发展，出现了多种集成化传感器。第二章机

7、电一体化的单元技术（三）传感器的智能化(Sensorintellectualization)不仅具有信号检测、转换功能，同时还具有记忆、存储、解析、统计处理及自诊断、自校准、自适应等功能。如进一步将传感器与计算机的这些功能集成于同一芯片上，就成为智能传感器。第二章机电一体化的单元技术第二章机电一体化的单元技术三、机电一体化中常用的传感器位移检测传感器：光栅、旋转变压器、光电编码器速度检测传感器：测速发电机、光电式、差动变压器式加速度检测传感器：应变式、压电式力、力矩检测传感器：电