传感器及实用检测技术课件第3-2-2章.ppt

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1、图3－27玻璃破碎传感器的外形图2.玻璃破碎报警器Bs－02压电式传感器是专门用于检测玻璃破碎的一种传感器。它利用压电元件对振动敏感的特性来感知玻璃受撞击和破碎时产生的振动波,传感器把振动波转换成电压输出,输出电压经放大、滤波、比较等处理后提供给报警系统。玻璃破碎报警器可广泛应用于文物保管、贵重商品保管及其他商品柜台等场台。Bs－02压电式玻璃破碎传感器的外形如图3－27所示。传感器的最小输出电压为100mV,最大输出电压为100V,内阻阻抗为15～20kΩ,工作温度为-10～60℃。报警器的电路

2、框图如图3－28所示。使用时传感器用胶粘贴在玻璃上,然后通过电缆和报警电路相连。为了提高报警器的灵敏度,信号经放大后,需经带通滤波器进行滤波,要求它对选定的频谱通带的衰耗要小,而带外衰耗要尽量大。由于玻璃振动的波长在音频和超声波的范围内,这就使滤波器成为电路中的关键。为提高报警的可靠性,电路中设置有比较器,只有在传感器信号高于设定的阈位时,它才会输出报警信号,驱动报警执行机构工作。图3－28玻璃破碎报警器电路框图压电式3.5电容式传感器电容式传感器的特点:(1)结构简单,性能稳定,可在恶劣环境下工

3、作。(2)阻抗高,功率小。(3)动态响应好,灵敏度高,分辨力强。(4)没有由于振动引起的漂移。(5)测试导线分布电容对测量误差影响较大。(6)电容量的变化与极板间距离变化为非线性。3.5.1电容式传感器的工作原理及结构形式电容式传感器是一个可变参数的电容器,其基本工作原理可用图3－29所示的平板电容器加以说明。当忽略边缘效应时,平板电容器的电容为(3－16)式中:A——极板面积;d——极板间距离;εr——相对介电常数;ε0——真空介电常数,ε0=8.85×10-12F／Cm;ε——电容极板间介

4、质的介电常数。图3－29平板电容器根据电容器变化的参数不同,电容式传感器可以分为三种类型:1.变间隙式：一般用来测量微小的线位移(0.01μm到零点几毫米);2.变面积式：一般用于测量角位移(1度至几十度)或较大的线位移;3.变介电常式：常用于固体或液体的物位测量以及各种介质的湿度、密度的测量等。表3－1电容式传感器三种类型的结构形式3.5.2变间隙式电容式传感器图3－30所示为变间隙式电容式传感器原理图。图中2为静止极板(一般称为定极板),而1为与被测体相连的动极板。当极板1因被测参数改变而

5、移动时,就改变了两极板间的距离d,从而改变了两极板间的电容C。