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项目测厚仪的制作——液位及厚度检测.ppt

发布:2017-11-15约6.24千字共36页下载文档
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微波传感器 (三)微波传感器应用 3.微波测厚仪 微波测厚仪是利用微波在传播过程中遇到被测物金属表面被反射,且反射波的波长与速度都不变的特性进行测厚的。 微波测厚仪原理图 电路组装 1、整体设计框架及原理图 磁法覆盖层厚度测量是厚度测量类仪表中的一个重要分支。它主要应用于铁磁性物体表面非磁性涂层的厚度测量,例如对钢铁表面的镀膜、油漆、塑料、搪瓷等覆盖层的厚度便可使用磁法测厚仪来度量。 总体框图 2、各部分电路设计 (1)厚度检测电路 霍尔集成电路CS3503的1脚接电源+5V,2脚接地,3脚接运算放大器的反相输入端,将霍尔电路获得的厚度信号加以放大, 以满足后级所需要的信号电平。如图所示。 2、各部分电路设计 (2)非线性校正的函数运算电路 基本设计思想是这样的,原曲线各点的斜率是单调下降的,设计一个运算放大器,使其放大特性随着信号电平的增大斜率是单调上升的,实现Uo=kUi函数运算,式中Uo和Ui分别为运算 放大器的输出和输入电压, k为系数。这样便能使单调 下降的函数曲线得到校正。 如图所示。 3、电路调试 传感器部分由霍尔集成电路和钕铁硼永磁片制成, 它主要完成厚度量到电量的转变。 然后将信号送给差分放大器, 以获得必要的电压幅度。 再将信号送给非线性校正放大器,进行线性化处理,最后将信号送给A/D变换器及厚度显示器,以数字方式显示覆盖层厚度值。 稳压电源为仪表的各单元电路提供一个稳定的工作电压,以保证仪表工作的稳定和仪表的精度。A/D变换器可以采用CMOS 单片式集成电路,它们可直接驱动3去位LED数码管或者液晶板,使用十分方便。 拓展训练: 请选用电容式传感器制作测厚仪。 项目4 测厚仪的制作 项目4 测厚仪的制作 ——液位及厚度检测 黄冈职业技术学院 传感器应用 项目要求: 1、制作一个测厚仪,要求测量精度为1um。 2、利用数码管显示测量值。 知识目标: 1、掌握光纤传感器的工作原理与使用方法 2、掌握电容传感器的原理及常用方法 3、掌握微波传感器测厚度的方法 能力目标: 1、能熟练使用电容传感器进行厚度测量 2、能熟练使用微波传感器进行厚度测量 素质目标: 1、培养耐心细致的工作态度 2、培养严谨扎实的工作作风 3、培养团结协作的合作能力 项目 项目目标: 项目内容导航 知识点: 1、光纤传感器测量液位 2、电容传感器测液位与厚度 3、微波传感器测厚度 电路组装与调试 考核 拓展训练 光纤传感器 一、光纤传感器概述 工作原理: 它以光学测量为基础,把被测量的变量状态转换为可测的光信号。 优点: ①抗电磁干扰能力强。 ②灵敏度高。 ③电绝缘性能好。 ④重量轻,体积小。光纤柔软,可挠性好。 ⑤适于遥控。 ⑥耐腐蚀,耐高温,防燃防爆。 应用领域: 光纤传感器可广泛应用于位移、速度、加速度、压力、温度、液位、流量、水声、电声、磁场、放射性射线等物理量的测量。 光纤传感器 (一)光纤的结构及种类 光导纤维简称光纤,是一种经特别的工艺拉制的、能传输光信息的导光纤维。它主要由高强度石英玻璃、常规玻璃和塑料制成。 光纤的结构图 光纤传感器 (一)光纤的结构及种类 光纤的种类主要有三种: (1)阶跃型 如图(a)所示,阶跃型多模光纤折射率不随半径变化,各点分布均匀一致。 (2)梯度型 如图(b)所示,梯度型多模光纤的纤芯折射率近似呈平方分布,在轴线上折射率最大,离开轴线则逐步降低,又称自聚焦光纤。 (3)单孔型 如图 (c)所示,由于单孔型光纤的纤芯直径较小,光以电磁场模的原理传导,能量损失小,适宜于远距离传输,又称单模光纤。 光纤传感器 (二)光纤的传输原理 1.光的全反射定律 光线在临界面上发生的全反射示意图 折射角满足斯乃尔法则,即 临界角计算公式: 光纤传感器 (二)光纤的传输原理 2.光纤传光原理 以阶跃型多模光纤为例来说明光纤的传光原理。,即 光纤的数值孔径(NA)计算公式: 数值孔径是衡量光纤集光性能的一个主要参数,它决定了能被传播的光束的半孔径角的最大值 ,反映了光纤的集光能力
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