机电测试技术 教学课件 作者 赵树忠多媒体课件 第4章_现代新型传感器.pptVIP

第4章 现代新型传感器 超声波液位计 超声波流量计 倒车雷达 4.7 红外传感器 红外检测利用的是物体的热辐射性质。物体的辐射能量与物体的温度、性质及表面状态有关，若测得物体的辐射能量，就可确定物体的温度或鉴别物体的性质。据此制成的传感器称为红外传感器或红外探测器。 电磁波谱图 4.7.1 红外探测器 透射式红外探测器的光学系统 反射式红外探测器的光学系统 4.7.2 红外传感器的应用 1. 红外无损检测 ■ 焊接缺陷的检测 ■ 铸件内部缺陷的检测 ■ 疲劳裂纹的检测 红外热像仪 4.7.2 红外传感器的应用 2. 红外测温 以锻件温度红外检测为核心的锻造自动线 红外测温仪 4.8 现代传感技术的发展方向 ■ 发现并利用新现象 ■ 开发利用新的功能材料 ■ 采用新的制造工艺 ■ 开发多功能集成传感器 ■ 开发智能传感器 ■ 开发仿生传感器 扩散硅压力变送器 溅射薄膜压力传感器 三维力传感器 六维力传感器 智能传感器 （SmartSensor） 智能RS232倾角传感器 智能电涡流传感器 智能转子流量计 智能椭圆齿轮流量计 智能压力变送器 智能涡轮流量计 智能压力网络传感器 振动网络传感器 IC总线数字温度传感器 本章小结 现代新型传感器有着许多为传统传感器所不具备的优点。这些新型传感器大多利用了新的物理现象、新的材料、新的制造工艺等现代科学技术成果，它们的出现大大扩展了测试工作的范围，改善了测试系统的性能，提高了测试精度和测试的可靠性，还导致了一些新的测试技术手段的出现。本章所介绍的几种新型传感器仅仅是现代新型传感器中的一小部分，它们是机电工程领域中应用较多的现代新型传感器。诸如生物传感器、化学传感器、仿生传感器、智能传感器等也都是现代科学技术的产物。 * * * * 激光传感器、光栅传感器的工作原理。 学习目标 了解本章中所介绍的几种新型传感器的工作原理、特点及主要应用场合。通过查阅有关文献并结合实际应用，进一步加深对各种传感器以及由它们所组成的测试系统的认识和理解，了解现代传感技术的发展情况。 学习重点 4.1 激光传感器 4.1.1 激光干涉测长 由计数值k根据左式就可计算出被测位移Δl 迈克尔逊干涉测长原理 三维激光干涉仪 激光干涉仪 4.1.2 激光跟踪空间坐标测量 目标镜 （猫眼逆反射器） 测量原理 激光跟踪干涉仪 4.2 光栅传感器 4.2.1 光栅传感器的组成、种类及结构 ■ 透射光栅与反射光栅 ■ 长光栅与圆光栅 4.2.2 莫尔条纹的形成原理及特点 ■ 对应关系 —— 一个栅距变化对应一个莫尔条纹变化 ■ 放大作用 —— ■ 平均作用 特点： 光栅尺 光栅读数头 4.3 光纤传感器 物性型光纤传感器测量压力 4.3.1 物性型光纤传感器 4.3.2 结构型（传光型）光纤传感器 传光型光纤传感器测量位移 激光多普勒测速 光纤测头 4.4 固态图像传感器（CCD） ■ 零件尺寸、形状、以及物位等的检测 ■ 作为自动控制、检测系统中的敏感器件 ■ 作为光学信息处理装置的传感元件 ■ 作为机器人的视觉 主要应用 摄像头 SHARP公司生产的CCD 零件尺寸检测系统 热轧铝板宽度检测系统 4.5 角度编码器 4.5.1 脉冲式编码器 4.5.2 绝对式光电编码器 4.6 超声波传感器 超声波的特点： ■ 频率高、波长短、能量大、穿透力强； ■ 方向性好，遵循几何光学的基本规律； ■ 在固体、液体介质中传播时的衰减小。 4.6.1 超声波的发生与接收 超声波探头 4.6.2 超声波传感器的应用 穿透法探伤 反射法探伤 超声波探伤仪 超声波测厚仪 超声波测厚 超声波测液位