文档介绍：项目2 位移、速度、流量传感器及应用
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电测法常用的传感器
位移:1、线位移 2、角位移
测量位移常用方法:机械法、光测法、电测法。
电测法:利用各种传感器将位移量变换成电量或电参数,再经后接测量仪器进—步变换,完成对位移检测的一种方法。
位移测试系统的组成:
1、传感器、2、变换电器、3、显示装置或记录仪器。
测量位移常用的传感器:
电阻式、电容式、涡流式、压电式、感应同步器式、磁栅式、光电式等多种类型。
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位移传感器的分类
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位移传感器
位移传感器可分为线位移和角位移测量传感器。
线位移:指机构沿着某一条直线移动的距离。
线位移的测量又称长度测量。这类测量常用的传感器有电阻式、电感式、差动变压器式以及感应同步器、磁尺、光栅、激光位移计等。
角位移:指机构沿着某一定点转动的角度。
角位移的测量又称角度测量,这类测量常用的传感器有旋转变压器、码盘、编码器、圆形感应同步器等。
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参量型位移传感器
参量位移传感器的工作原理:
将被测物理量转化为电参数,即电阻、电容或电感等。
此类传感器式属于结构型,将机械结构位移、变形等非电量转换成电量,是基于测量物体受力变形而产生应变的一种传感器。
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电阻式位移传感器
电阻式位移传感器的电阻值取决于材料的几何尺寸和物理特性,即

式中ρ——导体电阻率(Ω·m)
L——导体长度(m)
S——导体横截面积(m2)
由上式可知,改变其中任意参数都可使电阻值发生变化。电位计(电位器)和应变片就是根据这—原理制成的。
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电位计(电位器)的结构原理
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电位计(器)的一般结构和等效电路
常见用于传感器的电位器有绕线式电位器、合成膜电位器、金属膜电位器、导电塑料电位器、导电玻璃釉电位器以及光电电位器式传感器。
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线性电位计其单位长度(或转角)的电阻值是常数。以直线电位计为例。电位计电阻元件长度为l,总电阻R,电刷位移x,相应的电阻为Rx,电源电压U,输出电压U0,则有

式中 KR——电位计的电阻灵敏度(Ω/m)。
电位计输出空载电压为:

式中 KU——电位计的电压灵敏度。
当电位计结构及电源电压确定后,理想线性电位计KR和KU为常数,因此线性电位计输出电压与电刷位移(或转角)呈线性关系。
线性电位计的空载特性
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非线性电位计空载特性
非线性电位计其输
出电压<或电阻)与电刷
位移之间具有非线性函
数关系。右图为变骨架
式非线性电位计。
电位计在空载时,
要求输出电阻R为电刷
位移x的某种函数f(x),
则需求出骨架高度h随x
的变化规律。
由于非线性电位计输出电压(或电阻)与电刷位移之间是非线性函数关系,因此空载特性是一条曲线,其电阻灵敏度KR,电压灵敏度KU均为变量,其值与电刷位移x有关。
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