文档介绍：第6章位移检测传感器原理及应用传感器原理及应用第六章位移及速度检测位移分为线位移和角位移。线位移是指物体沿某一直线移动的距离, 一般称线唯一的测量为长度测量。角位移是指物体绕某一点转动的角度, 一般称角位移的测量为角度测量。根据位移测量范围变化的大小,可分为:微小位移测量、小位移测量和大位移测量。根据传感器的转换结果,可分为两类,一类是将位移量转换为模拟量; 如自感式位移传感器、电涡流传感器、电容传感器、霍尔传感器等。另一类是将位移量转换成数字量,如光栅式位移传感器、光电码盘感应同步器等。第6章位移检测小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、电容式、霍尔式等传感器来检测, 精度可达 ~%, 其中电感式和差动变压器式传感器测量范围要大一些, 有些可达 100mm 。小位移传感器测微小位移, 从几微米到几个毫米, 如物体振动的振幅测量等。大的位移常用感应同步器、光栅、磁栅、编码器等传感器来测量, 其特点是易实现数字化. 第6章位移检测 自感式位移传感与测试电感式传感器:将被测量转换成电感(或互感) 变化的传感器。电感式传感器是建立在电磁感应定律基础上的,它把被测位移转换为自感系数 L的变化,然后将 L接入一定的转换电路,位移变化转换成电信号。 自感式传感器的工作原理及分类也称电感式传感器或可变磁阻式传感器。第6章位移检测 mR NL 2?./ ; ;/1 2 0 2 0 2 00) 空气隙的导磁率( ); 气隙长度( ); ( 空气隙的导磁横截面积) 铁心和衔铁的横截面( ) 铁心和衔铁的导磁率( ); ( 铁心和衔铁的磁路长度 mL m m S m S m m l Ss lRRR cm????????????????????????????????????2 2 00 22 00 0SNR NL S RR R m m c??????可忽略, 故的导磁率,即其导磁率远大于空气隙磁率的材料, 铁心和衔铁通常为高导第6章位移检测电感式传感器分为三种类型: (1)改变气隙厚度的自感传感器,称为变间隙式电感传感器,如图( a); (2) 改变气隙截面的自感传感器,称为变面积式电感传感器, 如图(b); (3) 螺管式的自感传感器如图( c). 第6章位移检测??2 00 22SNR NL m?????? L SNd dL K???? 2 00 22 ???? L SNd dL K???? 2 00 22 输出特性???? L SNd dL K???? 2 00 22 常数??????2 0 20NdS dL K ??2 00 22SNR NL m??第6章位移检测 差动自感传感器原理)( 2 ;2 2 2 20 00 221 21 0 00 220 00 21 0 00 20差动传感器输出特性的电感变化量总是接成差动形式,总, ) ( ) ( 衔铁上移??????????????????????????SNLLL LL SNL SNL SNL 0 0 0 20 00 2 202 2 ,???????????LLK L SNL??????????????灵敏度性关系, 较小时,输出特性呈线位移得到略去第6章位移检测为便于比较,图 (a)中的下铁心和线圈去点不用, 使其单边工作,则在相同的初始气隙下,测杆移动相同的位移时,电感变化量为 0 0 0 00 00 2 0 00 00 2212 )(2??????????????LLK L SNL SNLLL???????????????????其灵敏度时,则当由以上比较可知,差动方式工作比相同情况下单边工作有以下优点; ,差动方式比单边方式灵敏度提高一倍; ,非线性度高。第6章位移检测 自感式位移计一、轴向电感式位移计的结构这种传感器自由行程较大,且结构简单, 安装容易,缺点是灵敏度低, 且不宜测量快速变化的位移。第6章位移检测二、电感式位移计的测量电路 021 1)2 1(UZZ Z UUU BA????? , 输出电压 , 输出电压 , 输出电压,021ZZZ??,, 0201ZZZZZZ??????,, 0201ZZZZZZ?????? 00 0)2 12 (UZ ZU??2 )2 12 ( 00 00 0UZ ZUZ ZZU ??????2 )2 12 ( 00 00 0UZ ZUZ ZZU ???????