项目测厚仪的制作——液位及厚度检测.ppt

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