《传感器与变送器》PPT课件

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1、第四章传感器与变送器§4-1船舶机舱常用传感器一、温度传感器1、热电阻式温度传感器由热电阻和测量桥路组成的热电阻式温度传感器如图4-1-1所示。4-1-12、热电偶式温度传感器热电偶的冷端温度补偿原理如图4-1-2所示。4-1-2二、压力传感器1、电阻式压力传感器电阻式压力传感器结构和工作原理如图4-1-3所示。2、金属应变片式压力传感器金属应变片式压力传感器原理如图4-1-4所示。4-3-54-1-43.电磁感应压力检测器如图4-1-5所示图4-1-5电磁感应压力传感器原理图三.液位传感器1.变浮力式液位传感器如图4-1-

2、6所示图4-1-6变浮力液位传感器原理图2.吹气式液位传感器如图4-1-7所示图4-1-7吹气式液位传感器四.流量传感器1.容积式流量传感器如图4-1-8所示容积式容量传感器主要用来检测油和水的流量，它由检测齿轮1、转轴2、永久磁铁3和干簧继电器4组成，如图4-1-8所示。当流体自下向上流过时，由于磨擦力存在，因此有压力损失，使进口流体压力p1大于出口流体压力p2，检测齿轮在压力差的作用下，产生作用力矩而转动，通过的流量越大，齿轮转速越快。齿轮转动经轴2上端的永久磁铁3来驱动干簧继电器4，使其触点闭合与断开，从而输出反映流量

3、大小的电脉冲信号。图4-1-8容积式流量传感器原理图2、电磁式流量传感器电磁式流量传感器是根据电磁感应原理来检测流量的，所以只适用于测量导体电液体的流量。它主要由一对磁极、一对电极和检测放大电路组成，如图5-2-9所示。一对磁极置于管道两测，以产生一磁场，导电液体在磁场中垂直于磁通方向流动时，切割磁力线，于是在两个电极上产生感应电势，其电势的大小与液体的体积流量成比例，感应电势经放大后输出。图4-1-9电磁式流量传感器3差压式流量传感器如图4-1-10所示图4-1-10差压式流量传感器五.转速传感器1.测速发电机测速发电机有

4、直流和交流两种形式。测速发电机测得的转速信号可送至转速表来指示主机的转速和转向,但作为控制系统中的转速反馈和转速逻辑鉴别信号,因不能使用电压,故必须经过整流把倒车负极性电压信号转换成正极性电压信号,如图4-1-11所示:图4-1-11整流后主、倒车转速对应的电压值五.转速传感器1.测速发电机测速发电机利用导体切割磁力线所产生的感应电势与转速成比例的原理,把转速变换成相应的感应电势。U=K·n,式中k为比例系数。U的大小反映了主机转速的高低，U的极性反映了主机的转向。（2）交流测速发电机由于直流发电机存在电刷等部件易引起故障，

5、故在新型船舶中多采用交流测速发电机。其电压信号是交变的，需要对它进行相敏整流、滤波后变成直流电压信号。测速发电机测得的转速信号可送至转速表来指示主机的转速和转向，但作为控制系统中的转速反馈和转速逻辑鉴别信号，因不能使用负电压的转速信号，故必须经过整流把倒车负极性电压信号转换成正极性电压信号，如图4-1-11所示。图4-1-11整流后主、倒车转速对应的电压值2、磁脉冲式转速传感器磁脉冲式转速传感器的磁头结构原理图如图4-1-12所示。磁头是产生脉冲信号的部件，它由永久磁铁1、软磁芯2、线圈3及非导磁性外壳4组成。脉冲频率可表示

6、为：式中，f为脉冲频率，Z为齿轮的齿数，n为转速。当齿轮的齿数等于60时，f=n。因此，可用脉冲频率来表示转速的高低，脉冲频率越高则转速越高。磁头所输出的感应电势脉冲信号较弱，其波形也不理想，所以要把脉冲信号送入整形放大电路，使其转换成同频率的有较大幅值的矩形波。然后，把矩形波送入频率/电压转换电路变换成电压信号，该电压信图4-1-12磁脉冲传感器结构原理图号的大小反映了转速的高低。为了检测主机的转向，需安装两个磁头，且它们之间错位1/4齿距，使两个磁头所产生的脉冲信号在相应位上相差1/4周期。这两个磁头输出的脉冲信号经整形

7、放大后分别送至D触发器的D端和CP端，由其输出端Q是1或0来判断主机正转或反转，其原理图如图4-1-13所示。当齿轮正车方向转动时，D触发器D端的正脉冲总比CP端超前1/4周期，即CP端在脉冲上升沿时，D端总是1信号，所以输出端Q保持1信号，表示主机在正车方向运转。当齿轮倒车方向转动时，D触发器CP端的正脉冲总比D端超前1/4周期，即CP端在脉冲上升沿时，D端总是0信号，所以输出端Q保持0信号,而端保持1信号，表示主机在倒车运转。图4-1-13磁脉冲传感器检测主机转向的原理图六.转矩传感器如图4-1-14所示:图4-1-14

8、相位差式扭矩传感器§4-2变送器一、变送器的构成原理1.变送器构成原理如图4-2-1所示:图4-2-1变送器的组成框图2.变送器的零点调整、量程调整和零点迁移(1).零点调整零点调整的目的,是使变送器输出信号的下限值ymin与测量信号的下限值xmin相对应。零点调整的方法是在负反馈放大器的