现代检测技术的应用课件.ppt

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1、第三章现代检测技术的应用教师：吕鑫班级：13（2）时间：2016年11月3.1什么是传感器什么是传感器？传感器的作用相当于人体的_____传感器的分类？机电一体化系统对传感器的要求？传感器技术遍布各行各业、各个领域。如工业生产、科学研究、现代医学领域，现代农业生产、国防科技、家用电器、甚至儿童玩具也少不了传感器什么是传感器？1.传感器是利用各种物理、化学效应以及生物效应实现非电量到电量转换的装置或器件。2.传感器是一种能将被测量（各种物理量、化学量和生物量等）变换成可以测量的有用信号的一种装置。从外界获取信息的方式：人———五官（眼、耳、鼻、舌、皮肤）机器

2、——传感器传感器的分类说明：开关型只输出“0”和“1”或开和关两个值。模拟型输出连续变化的电量。如4mA~20mA数字型分为计数型和代码型两大类。可输出一定的脉冲数，或者二进制数字代码。机电一体化对传感器的要求：精度、灵敏度、分辨率高线性、稳定性和重复性好抗干扰能力强静态、动态特性好此外，还要求体积小、质量轻、价格便宜、便于安装与维修，耐环境性能好等3.2常见传感器3.2.1线位移检测传感器3.2.2角位移检测传感器3.2.3速度、加速度传感器3.2.4测力传感器3.2.5其他传感器3.2.1线位移传感器（1）光栅什么是光栅？光的属性莫尔条纹光电脉冲分类：长光栅

3、圆光栅光栅传感器的特点：测量精度高响应速度快量程范围大可进行非接触测量易于实现数字测量和自动控制（1）光栅结构：光栅由_______和_______两部分组成光栅传感器由_____、_____、_____、_____等组成标尺光栅指示光栅光电器件光源（1）光栅工作原理：莫尔条纹测位移两光栅栅距W相同，W密度多少？两光栅成小夹角θ莫尔条纹是光栅非重合部分光线透过而形成的亮带，它由一系列四棱形亮光区组成光栅每移动过一个栅距W，莫尔条纹就移动过一个条纹间距B，查看莫尔条纹的移动方向，即可确定主光栅的移动方向。B（1）光栅莫尔条纹移动量B的测量采用如图装置通过光电元件，

4、可将莫尔条纹移动时光强的变化转换为近似正弦变化的电信号结构：定尺、滑尺工作原理：Us、Uc同频同幅，相位相差90°滑尺滑动位移x，则定尺绕组输出U0相角θ的感应电势3.2.1线位移传感器（2）感应同步器（2）感应同步器分类：直线型圆盘型特点成本低受环境温度影响小测量精度高非接触测量3.2.1线位移传感器（3）磁栅结构：磁尺（磁栅）、磁头、检测电路等工作原理：磁尺表面涂有特定的磁性膜磁头能把磁栅上的磁信号检测出来，并感应成电信号磁头位置的不同，读出的磁信号不同（3）磁栅特点：结构简单使用方便动态范围大（1~20m）磁信号可以重新录制缺点：需要屏蔽和防尘应用：大型机

5、床和精密机床的位测量分类：长磁栅、圆磁栅3.2.2角位移传感器（1）旋转变压器什么是旋转变压器？利用电磁感应原理将转角变换为电压信号的传感器特点：（1）旋转变压器工作原理一种旋转式交流电机定子绕组分别通以幅值和频率相同、相位相差为90°的交变激磁电压U1和U2此时，在转子绕组中得到感应电势U3。k是旋转变压器的变压比3.2.2角位移传感器（2）光电编码器光电编码器是一种码盘式角度---数字检测元件分为两种类型：增量式和绝对式特点：（2）光电编码器原理：码盘：在透明材料的圆盘上精确地印制上二进制编码码道多少决定角度的最小分辨率，目前可做到18道利用光电接收装置接受

6、光信号，并转换为需要的电信号3.2.3速度传感器（1）直流测速发电机直流测速发电机是一种测速元件，实际上它是一台微型直流发电机。特点：（1）直流测速发电机例说：永磁式测速发电机原理当转子在磁场中旋转时，电机产生与转速成正比的直流电压。永磁式测速发电机原理图直流测速发电机输出特性（2）光电式速度传感器工作原理：如何改造圆盘使能辨别转动方向？（2）差动变压器式速度传感器差动变压器式速度传感器的工作原理3.2.4测力传感器测力：测力、压力、扭矩按照工作原理可分为：弹性式、电阻应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式等电阻应变式测力传感器：利用的是电阻应变效应。（1）圆柱

7、式称重压力传感器结构简单、承载能力大主要用于中等载荷和大载荷（可达数兆牛顿）的拉（压）力传感器。0～20kg、50kg、100kg、200kg、500kg、1000kg、2T、3T、5T、10T0～100kg、200kg、500kg、1000kg、2000kg（2）悬臂梁称重压力传感器结构简单、加工方便、应变片粘贴容易、灵敏度较高主要用于小载荷、高精度的拉（压）力传感器中，可测量0.01牛顿到几千牛顿的拉（压）力（3）膜式压力传感器（4）筒式压力传感器特点：圆筒收到被测压力后表面各处的应变是相同的。适于测量较大的力（5）压阻式压力传感器适用于中、低压力、微压和压

8、差测量。由于其弹性敏感元