文档介绍：1第二章位移检测传感器位移可分为线位移和角位移电阻式、电容式、涡流式、压电式、感应同步式、磁栅式、光电式位移是指物体的某个表面或某点相对于参考表面或参考点位置的变化。位移有线位移和角位移两种。线位移是指物体沿着某一条直线移动的距离;角位移是指物体绕着某一定点旋转的角度。在机械工程中经常要精确测量零部件的位移或位置, 并且力、压力、扭矩、速度、加速度、温度、流量等参数也可经转换为位移进行测量。位移测量时,首先要根据不同的测量对象,选择适当的测量点、测量方向和测量仪器。 2位移传感器的分类 3 第一节第一节参量型位移传感器参量型位移传感器一、电阻式位移传感器一、电阻式位移传感器线绕式薄膜电位器导电塑料电位器光电电位器非线绕式电位器式传感器线绕式电阻传感器非线绕式电阻传感器电位器式传感器 4 电阻、电容、电感式位移传感器的特点?常用的位移传感器? 1. 电阻式包括电位器式和电阻应变式两类。适用于几毫米到几百毫米的位移测量。 ? 可用来测量 ~ 10mm 的线位移和 1(″) 到几十(°)的角位移。? 。前者可适于测量较大位移(数 mm 到数百 mm) ,。互感式(± ~± 200mm) ,电涡流式位移传感器,可以测量小到微米级,大到几百毫米的位移。 5 电位器式传感器 电位器是人们常用到的一种电子元件, 它作为传感器可以将机械位移或其他能变换成位移的非电量变换为电阻值的变化, 并容易转换成电压的变化。电位器式传感器具有结构简单, 价格低廉, 性能稳定, 对环境条件要求不高, 输出信号大, 易于转换, 便于维修的优点。其缺点是存在摩擦, 分辨力有限, 精度不够高, 动态响应较差,仅适于测量变化较缓慢的量, 常用作位置信号发生器。图 3-1(a) 和(b) 分别为直线位移和角位移传感器的外形图。 6 图3-1 电位器式传感器的外形及电压转换原理图(a)直线位移传感器; (b) 角位移传感器; (c) 电位器的位移→电压转换原理图 7 线绕电位器结构和工作原理线圈绕于绝缘骨架上,滑动触点(电刷)在移动过程中, 从一匝滑到另一匝时,电阻值随位移发生变化。 lRA ?? R b c ab x8 ?电阻体是由电阻系数很高的极细均匀导线, 按照一定的规律整齐地绕在一个绝缘的骨架上制成的。在它与电刷相接触的部分,将导线表面的绝缘去掉,然后加以抛光,形成一个电刷可在其上滑动的接触道。电刷通常是由具有弹性的金属薄片或金属丝制成,其末端弯曲成弧形,利用电刷与电阻本身的弹性变形产生的弹性力,使电刷与电阻元件有一定的接触压力, 以使两者在相对滑动过程中保持可靠的接触和导电。电位器常用的电阻丝材料为铜镍合金(铜 60 %、镍 40 %),电刷为磷青铜,骨架为陶瓷酚醛树脂等。 9 电位器式传感器的转换原理 根据电工知识,我们很容易理解电位器的电压转换原理。电位器的位移→电压转换原理如图 3-1 (c)所示。设电阻体的长度为 l,电阻值为 R,两端所加(输入)电压为 U i,则滑动端输出电压为 xl UU o i?(3-1) 式中, x为位移量。 10 电位器式传感器的结构与类型如图 3-2 所示,电位器由电阻元件、电刷、骨架等组成。其形式有直滑式和旋转式, 旋转式有单圈和多圈两种。电刷由触头、臂、导向及轴承等装置组成; 触头常用银、铂铱、铂铑等金属; 电刷臂用磷青铜等弹性较好的材料; 骨架常用陶瓷、酚醛树脂及工程塑料等绝缘材料。电阻元件有线绕电阻、薄膜电阻、导电塑料电阻、导电玻璃釉电阻等。