机械常用传感器.ppt

安检门的内部设置有发射线圈和接收线圈。当有金属物体通过时，交变磁场就会在该金属导体表面产生电涡流，会在接收线圈中感应出电压，计算机根据感应电压的大小、相位来判定金属物体的大小。在安检门的侧面还安装一台“软x光”扫描仪，它对人体、胶卷无害，用软件处理的方法可合成完整的光学图像。电涡流式通道安全检查门第13页,共60页，2024年2月25日，星期天手持式裂纹测量仪电涡流表面探伤油管探伤原理裂纹检测，缺陷造成涡流变化。第14页,共60页，2024年2月25日，星期天+++?A?四、电容式传感器工作原理采用电容器作为敏感元件，将不同物理量的变化转换为电容量的变化。平板电容器的电容量—极板间介质的相对介电系数，空气中—真空中介电常数，—极板间距离A—极板面积第15页,共60页，2024年2月25日，星期天（1）极距变化型极距有一微小变化量dδ时，引起电容变化量灵敏度分类由于灵敏度随极距变化，引起非线性误差，规定在较小的间隙范围内工作，一般取第16页,共60页，2024年2月25日，星期天指纹识别第17页,共60页，2024年2月25日，星期天指纹识别优点：体积小、成本低，成像精度高，而且耗电量很小，因此非常适合在消费类电子产品中使用。指纹识别目前常用的是电容式传感器，也被称为第二代指纹识别系统。右图为指纹经过处理后的成像图第18页,共60页，2024年2月25日，星期天（2）面积变化型特点输出与输入成线性关系，灵敏度低，适于较大直线位移及角位移测量。第19页,共60页，2024年2月25日，星期天油量表可用于飞机油箱（3）介质变化型用于测量电介质的厚度、位移、液位，还可根据极板间介质的介电常数随温度、湿度、容量改变而改变来测量温度、湿度、容量等。第20页,共60页，2024年2月25日，星期天测量电路电容式传感器将被测量转换为电容量的变化后再由后续电路转换成电压、电流或频率等输出量。（1）电桥型电路电容传感器作为电桥的一部分，电容变化转换为电桥电压输出。图示为电感、电容组成的交流电桥。电桥的输出为一调幅波，经放大、相敏解调、滤波后输出。第21页,共60页，2024年2月25日，星期天（2）调频电路电容传感器作为振荡器谐振回路一部分，调频振荡器的谐振频率振荡回路电感当被测量使电容值发生变化时，则振荡器频率也发生变化，频率的变化经鉴频器变为电压变化，再放大后由记录器或显示仪表指示。第22页,共60页，2024年2月25日，星期天（1）电容式测厚仪:测量金属带材在轧制过程中厚度C1、C2工作极板与带材之间形成两个电容，当金属带材在轧制中厚度发生变化时，将引起电容量的变化。通过检测电路可以反映此变化，并转换和显示出带材的厚度。应用实例电容式传感器广泛应用在位移、压力、流量、液位等的测试中。精度和稳定性日益提高，高精度达0.01%，精度可达5μm。第23页,共60页，2024年2月25日，星期天当齿轮转动时，电容量发生周期性变化，通过测量电路转换为脉冲信号，则频率计显示的频率代表转速大小。（2）电容式转速传感器设齿数为z，频率为f，则转速第24页,共60页，2024年2月25日，星期天一个电容测微仪其传感器的圆形极板半径r=4mm，工作初始间隙δ=0.3mm，问：1）工作时，如果传感器与工件的间隙变化量Δδ=±1μm时，电容变化量是多少？2）如果测量电路的灵敏度S1=100mV/pF，读数仪表的灵敏度S2=5格/mV，在Δδ=±1μm时，读数仪表的指示值变化多少格？例解：极距变化型电容传感器电容的变化量仪表的指示值变化为灵敏度？第25页,共60页，2024年2月25日，星期天五、磁电式传感器一种将被测物理量转换为感应电动势的装置，又称电磁感应式或电动式传感器。由电磁感应定律可知，当穿过线圈的磁通Φ发生变化时，线圈中所感应产生的电动势磁通变化率与磁场强度、磁路磁阻、线圈的运动速度有关，改变其中一个因素，都可改变线圈的感应电动势。第26页,共60页，2024年2月25日，星期天分类1、动圈式线速度型在永久磁铁产生的直流磁场内，线圈在磁场中作直线运动，切割磁力线，因此所产生的感应电动势说明当传感器的结构参数（B，l，N）选定，则感应电动势e的大小使正比于线圈的运动速度v。将测得的速度经微分和积分运算