电容式、电感式、压电式说课材料.ppt

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1、电容式、电感式、压电式极距变化时，传感器灵敏度由于灵敏度S与极距有关，S不是常数，引起非线性误差。解决方法：①在较小间隙变换范围内工作一般取；②采用差动式结构。极距变化型电容传感器的特点：优点：可进行动态非接触测量；灵敏度高。缺点：非线性；杂散电容影响大；后接电路复杂。3.3电容式传感器驻极体电容传声器它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。3.3电容式传感器b)面积变化型角位移型+++3.3电容式传感器——覆盖面积对应的中心角

2、，r——极板半径平面线位移型3.3电容式传感器，b－极板宽度柱面线位移型.，3.3电容式传感器x－覆盖长度D－定板（圆筒）孔径d－动板（圆柱）外径产品.陶瓷电容压力传感器液体压力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片产生位移。压力变送器3.3电容式传感器c)介质变化型3.3电容式传感器产品.电容式液位传感器（液位计/料位计）3.3电容式传感器电容式接近开关振荡电路被测物体感应电极被测电容测量头构成电容器的一个极板，另一个极板是物体本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化.接近开关的检测物体，并不限

3、于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体。3.3电容式传感器3.3电容式传感器3测量电路a)电桥电路3.3电容式传感器b)谐振电路3.3电容式传感器c)运算放大器电路3.3电容式传感器第三章、传感器测量原理3.4电感式传感器电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。分类:电感式传感器自感型可变磁阻型涡流式互感型3.4电感式传感器1自感型--可变磁阻式可变导磁面积型差动型原理:电磁感应。自感自感L与A0成线性关系，灵敏度较低灵敏度提高一倍线圈铁芯衔铁自感L与气隙变化成反比，当变化时，传感器的灵敏度3.4电感式传感器灵敏度S与

4、气隙长度的平方成反比。由于灵敏度不是常数，因此会出现非线性误差。实际应用中，取为了避免非线性误差，变气隙式电感传感器只适合较小位移的测量。常用可变磁阻式自感传感器的形式：工作原理：当铁芯在线圈中运动时，将改变磁阻，使线圈自感发生变化。♦变面积式自感传感器（气隙型）♦螺管式自感传感器3.4电感式传感器♦差动式自感传感器3.4电感式传感器电感式接近传感器（金属）3.4电感式传感器2涡流式原理:涡流效应3.4电感式传感器iδφφ1原线圈的等效阻抗Z变化：3.4电感式传感器涡流传感器的测量电路：分压式调幅电路调频电路3.4电感式传感器LC分压式调幅电路谐振

5、频率：3.4电感式传感器涡流传感器的特点：可以实现非接触测量，分辨率高，结构简单，不受油污介质的影响。涡流传感器的应用：产品：3.4电感式传感器案例：无损探伤原理裂纹检测，缺陷造成涡流变化。火车轮检测油管检测3.4电感式传感器2互感型--差动变压器WW1W2Esx-x工作原理:互感现象.EwEout3.4电感式传感器单螺管线圈型螺管线圈差动双螺管线圈差动型传感器测量电路~3.4电感式传感器差动变压器测量电路3.4电感式传感器差动变压器位移传感器3.4电感式传感器案例：板的厚度测量~3.4电感式传感器案例：张力测量3.4电感式传感器第三章、传感器测量

6、原理3.5磁电式传感器1.变换原理:磁电式传感器是把被测量的物理量转换为感应电动势的一种转换器。感应线圈的感应电动势为：磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈运动速度有关，改变其中一个因素，都会改变感应电动势。2分类磁电式动圈式磁阻式线速度型角速度型N3.5磁电式传感器线速度型动圈式传感器3.5磁电式传感器角速度型测速电机3.5磁电式传感器磁阻式传感器磁电式车速传感器3.5磁电式传感器第三章、传感器测量原理3.6压电式传感器1.变换原理:压电效应+并联+串联某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去

7、掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。只适合做动态测量。F+q=DF3.6压电式传感器2、测量电路压电式传感器输出电信号很微弱，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗变换后，方可输入到后续显示仪表中。前置放大器的作用：（1）将与传感器的高阻抗输出转变为低阻抗输出；（2）放大微弱信号。前置放大器的种类：电压放大器：灵敏度会因电缆长度变化而变化。电荷放大器：灵敏度不随电缆长度变化。3.6压电式传感器若A足够大，则3.6压电式传感器压电传感器的应用：压力、应力、振动加速度测量，声、超声测量。压电传感器的特点：体积小、重量

8、轻、固有频率高；难以测量低频信号，信噪比差；环境温度、湿度的变化会引起压电常数的变化，需要经常校准灵敏度。产品压力变送器加