位移与速度测量传感器详解.ppt

* 4.7.3 超声波传感器应用 3.超声波测液位 图4-62所示为连续式液位测量(脉冲回波式测量液位)的工作原理图。探头发出的超声脉冲通过介质到达液面，经液面反射后又被探头接收。测量发射与接收超声脉冲的时间间隔和介质中的传播速度，即可求出探头与液面之间的距离。根据传声方式和使用探头数量的不同，可以分为单探头液介式〔图(a)〕；单探头气介式〔图(b)〕；单探头固介式〔图(c)〕；双探头液介式〔图(d)〕等数种。 * 4.7.3 超声波传感器应用 图4-62 连续式液位测量 * 4.7.3 超声波传感器应用 4.超声波测厚度 超声波检测厚度的方法有共振法、干涉法、脉冲回波法等。图4-63所示为脉冲回波法检测厚度的工作原理 图4-63 声波测厚工作原理图 * 4.8 位移检测传感器性能比较 传感器 类型 测量范围 mm 灵敏度 线性度 ％F.S 精度 ％F.S 分辨率 工作温度 ℃ 频率响应 kHz 特点 应变片 0～100 ±0.5 0.1～0.5 1μm 体积小、重量轻、成本低、分辨率高。热稳定性差、非线性大、阻值及灵敏度系数分散度大 电感式 差动电感 2000 0.1～1 0.2～1 0.01 μm 线性度好、精度高、量程宽、分辨率高。有残余电压、线性度误差随量程增大而变差 变磁路气隙 0.2～0.5 1～3 1～3 1μm 灵敏度高。量程小、线性范围小、制作和装配较困难 差动变压器 1～1000 0.5～2mV/μm 0.1～0.5 0.2～1 0.01 μm -40～120 0～2 精度高、分辨率高、稳定性好、温度特性好、量程宽、抗干扰能力强。有残余电压、不适合于高频动态测量 电涡流 0.2～250 0.4～80 mV/μm 0.3～3 0.4～3 0.1～10μm -15～80 0～150 非接触测量、测量范围宽、灵敏度高、结构简单、安装方便、不受油污等介质影响。被测对象的材料不同，灵敏度发生变化 电容式 变面积 0～700 200～1000 mV/mm 0.001～0.1μm 0.001～0.1 0.001～0.1 μm -50～80 0.2～1 结构简单、分辨率高、动态响应好、可非接触测量、可在恶劣环境条件下工作、适宜于测量小震动位移。变面积式灵敏度低、易受温度影响；变极距的灵敏度高，但输出非线性大 变极距 0～10 1 0.001～0.1 0.001～0.1 霍尔片 0.5～5 10～15 mV/mm ±（0.5～2） 0.5 1μm 结构简单、体积小、重量轻、响应速度快、寿命长。但对温度敏感 光栅 30～1000 0.005～0.01 0.1～10μm 精度高，结构复杂 超声式 数毫米到数万米 0.1～1 单探头式盲区大，双探头式盲区小 * 忽略铁芯、衔铁磁阻，磁阻约等于空气隙磁阻。L=W*W/Rm，Rm=2δ/μA 思考：怎样测量流量、压力和振动？ * a为激励电极，b为霍尔电极 半导体材料（硅、锗、砷化铟、锑化銦）， * 1.微位移传感器、磁场强度相同两块永久磁铁同极性相放，5mm动态范围、分辨率为0.001mm 2.双极性灵敏度很高，检测位移量很小，为微位移传感器 3.钢球计数装置，钢球通过时，传感器输出20mV的脉冲 * 1.微位移传感器、磁场强度相同两块永久磁铁同极性相放，5mm动态范围、分辨率为0.001mm 2.双极性灵敏度很高，检测位移量很小，为微位移传感器 3.钢球计数装置，钢球通过时，传感器输出20mV的脉冲 * 4.5.4 光栅传感器参数 1. 电气参数 （1）分辨率 （2）精度 （3）信号波形 （4）工作频带 （5）波形边缘距离 * 4.5.4 光栅传感器参数 2. 机械参数 （1）最大速度 （2）转动惯量 （3）允许轴负载 （4）加速度 * 4.5.5 光栅传感器应用 图4-48 位移测量仪结构框图 * 4.6 微 波 传 感 器 微波作为一种电磁波，具有电磁波的所有性质 微波传感器是利用微波特性来检测某些物理量的器件或装置 微波传感器是一种新型非接触式测量传感器 微波是波长为1 mm～1 m的电磁波。 * 4.6.1 微波传感器原理与分类 1. 微波概念 微波特点： 需要定向辐射装置； 遇到障碍物容易反射； 绕射能力差； 传输特性好，传输过程中受烟雾、灰尘等的影响较小； 介质对微波的吸收大小与介质介电常数成正比，如水对微波的吸收作用最强。 * 微波传感器的测量原理及分类 　　原理：由发射天线发出微波，此波遇到被测物体时将被吸收或反射，使微波功率发生变化。若利用接收天线，接收到通过被测物体或由被测物体反射回来的微波，并将它转换为电信号，再经过信号调理电路，即可以显示出被测量，实现了微波检测。