传感器与检测技术课件 项目五 测量物体位移量 任务5.1电感式传感器测量位移量.pptx

项目五测量物体位移量

2生活中的计算机网络【项目思维导图】

【项目教学目标】【知识目标】1．能明白自感式电感传感器的工作原理；2．能看懂自感式传感器类型及应用场合；3.能掌握互感式电感传感器的工作原理；4.能明白编码器和光电编码器工作原理；5.能掌握编码器的分类；6.能掌握脉冲盘式编码器工作原理；7.能了解脉冲盘式编码器的参数。【技能目标】1.会识别互感式传感器使用的测量电路；2.会发现电感式传感器在生产中具体应用；3.会使用电涡流传感器测量轴位移；4.会识别码盘式编码器的进制编码；5.会选择数字测速中编码器的方法。【素养目标】1.通过工作页式小组活动，培养学生的团队合作精神；2.通过接近传感器的学习，体会自强不息对个人、国家和民族的意义，主动地学会自立，培养自强精神；3.通过编码器的学习，任何一个狭缝都是团体的一部分，培养“合作共羸”、“协同创新”团队协作意识。

任务5.1电感式传感器测量位移量位移是物体在一定方向上的位置变化，在自动化生产与工程自动控制中经常需要测量位移。测量时应当根据不同的测量对象选择测量点、测量方向和测量系统，其中，位移传感器的测量精度在测量中起重要作用。位移测量的分类：按被测量分为线位移测量和角位移测量。按测量参数的特性，位移测量分为静态位移测量和动态位移测量。位移测量是线位移和角移测量的统称。实际上就是长度和角度的测量。位移是矢量。它表示物体上某一点在两个不同瞬间的位置变化。因而对位长移的度量，应使测量方向与位移方向重合，这样才能真实地测量出位移量的大小。任务描述

任务描述：在工程技术中，测量机械零件的长度、厚度和液位等，实际上都是利用不同的位移传感器进行线位移的测量。如在装配轴承滚柱时，为保证轴承的质量，一般要先对滚柱的直径进行分选，各滚柱直径的误差在几个微米，因此要进行微位移检测。以往用人工测量和分选轴承用滚柱的直径是一件十分费时且容易出错的工作。在自动检测系统中，往往要用到电感式测微传感器进行测量，测量精度较高，电感式位移传感器的工作原理是什么？其结构、特点如何？这就是我们本节课的任务目标。

知识链接：电感式传感器测量位移量电感式传感器是建立在电磁感应基础上的，电感式传感器可以把输入的物理量（如位移、振动、压力、流量、比重）转换为线圈的自感系数L或互感系数M的变化，并通过测量电路将L或M的变化转换为电压或电流的变化，从而将非电量转换成电信号输出，实现对非电量的测量。电感式传感器具有工作可靠、寿命长、灵敏度高、分辨力高、精度高、线性好、性能稳定、重复性好等优点。根据工作原理的不同，电感式传感器可分为变磁阻式（自感式）、变压器式（互感式）和电涡流式（互感式）等种类，如图5-1所示。图5-1各种电感测微传感器

知识链接：电感式传感器测量位移量一、自感式电感传感器自感式传感器是利用自感量随气隙变化而改变的原理制成的，用来测量位移。自感式传感器主要有闭磁路变隙式和开磁路螺线管式，它们又都可以分为单线圈式与差动式两种结构形式。1．电感式传感器工作原理自感式传感器的结构如图5-2所示。它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成，在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ，传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生改变，引起磁路中磁阻变化，从两导致电感线圈的电感值变化，因此只要能测出这种电感量的变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向。图5-2自感式传感器的结构

知识链接：电感式传感器测量位移量由电工学磁路知识可知，线圈的自感量为式中，N为线圈匝数；Rm为磁路总磁阻（H-1）。由于自感式电感传感器中铁心和衔铁的磁阻比空气隙磁阻小很多，因此铁心和衔铁的磁阻可忽略不计，磁路总磁阻Rm近似空气隙磁阻，即式中，δ为空气隙厚度；A为空气气隙的有效截面积；μ0为真空磁导率，与空气的磁导率相近。因此电感线圈的电感量为一个上式表明，当线圈匝数为常数时，电感L仅仅是磁路磁阻Rm的函数，只要改变δ或A均可导致电感变化，因此电感式传感器又可分为变气隙厚度δ的传感器和变气隙面积A的传感器。前者可用于测量直线位移，后者则可测量角位移。

知识链接：电感式传感器测量位移量2.自感式电感传感器常见形式自感式电感传感器常见的形式有变气隙式、变截面式和螺线管式等三种，电感式传感器的结构原理如图5-3所示。（a）变气隙式自感传感器（b）变截面式自感传感器（c）螺管式自感传感器图5-3自感式电感传感器常见结构

知识链接：电感式传感器测量位移量（1）变气隙式自感传感器变气隙式自感式传感器的结构原理如图5