第4章信号检测技术解说.pptVIP

第4章 信号检测技术 一、传感器概述 二、长度及位移检测 三、角度及角位移检测 四、绝对测距 五、力/压力检测 一、传感器概述 1、传感器的基本概念 一、传感器概述 2、传感器的构成型式 二、长度及线位移检测 1、电感式位移传感器 二、长度及线位移检测 电感位移传感器—基本形式 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 电感位移传感器 二、长度及线位移检测 电感位移传感器 二、长度及线位移检测 2、光栅位移传感器（Grating） 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 (2) 光栅传感器特点 ①精度高：测长±(0.2+2×10-6L)μm，测角±0.1″ ②量程大：透射式---光栅尺长（1米），反射式---几十米 ③响应快：可用于动态测量 ④增量式：增量码测量 → 计数 断电→数据消失 ⑤要求高：对环境要求高→温度、湿度、灰尘、振动、移动精度 ⑥成本高：电路复杂 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 2、光学干涉（Interference） 二、长度及线位移检测 二、长度及线位移检测 双频激光干涉位移传感器 二、长度及线位移检测 激光干涉位移传感器 三、角度及角位移检测 1、绝对码光电编码器 三、角度及角位移检测 三、角度及角位移检测 三、角度及角位移检测 2、增量码光电编码器 三、角度及角位移检测 3、圆光栅传感器 三、角度及角位移检测 四、绝对测距 1、电涡流测距 四、绝对测距 四、绝对测距 四、绝对测距 四、绝对测距 2、激光测距传感器 四、绝对测距 四、绝对测距 3、超声测距传感器 五、温度检测 1、概述 五、温度检测 2、热电阻 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 3、热敏电阻 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 4、热电偶 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 5、热敏晶体管与集成温度传感器 五、温度检测 五、温度检测 五、温度检测 (1) 激光测距特点： 测量距离可达几公里甚至几十公里（主要手段） (2) 激光测距方法：飞行时间法、相位差法 (a) 飞行时间法： 被测距离: c --- 光速 t --- 往返飞行时间 (b) 相位差法： 被测距离: c --- 光速 f0 --- 脉冲频率 ? - 相位差 激光器 被测目标 原理：激光器发出单个激光脉冲 原理：激光器发出连续激光脉冲 激光器 被测目标 特点：对时间测量精度要求高，适于测量超长距离（地球-月球：分辨力达到1m ） 特点：测量精度高，测量范围大（短距离 – 超长距离）（相机自动调焦） 范围：0.2 ~ 300m 分辨力： 3mm 德国俫卡手持式： 范围：0.2 ~ 200m 分辨力：0.2mm 美国bushwell 单目军用 范围：1000m 分辨力：1m 超声测距原理： 被测距离: c --- 声速 t --- 往返飞行时间 应用：适于大目标、近距离、一般精度测距 手持测距仪 --- 盲人导盲 汽车倒车雷达 --- 汽车安全 工业应用 --- 超声测量液位、物位 特点：超声波束发散，测量范围小 波束聚焦困难，测量精度低 测量目标不能太小； 超生探头 被测目标 超声波传感器（超声波探头），是实现声电转换的装置（超声换能器） 这种装置能够发射超声波，同时还可以接收超声回波，并转换成电信号。 温度 分类: 应用: 测温 接触测温 非接触测温 热辐射测温 热传导测温 压电效应 热阻效应 热电势效应 金 属 热电阻 半导体 热敏电阻 热电偶 温 度 传感器 压电陶瓷（热释电效应） → 敏感元件 → 电参数 光电效应 红外温度传感器、光纤温度传感器 热电阻 电涡流传感器 PN结热电效应 热敏二极管/三极管、集成温度传感器 工作原理： (1) 热电阻原理与特性: 要求： （1）温度系数、电阻率较高 → 提高灵敏度，体积小，反应快 （2）理化性能稳定 → 提高稳定性和准确性，复现性好 （3）良好的输入-输出特性 → 线性/接近线性，测量精度高 （4）良好的工艺性 → 批量生产，降低成本 材料：纯金属 ---铂、铜、镍、铁 （5）较大的测温范围 → 特别是在低温范围 原理：热能 ? 热电阻 ? 电阻值 温度? ? 热电阻 阻值? 特点： 0 ~ +850℃： 0 ~ - 200℃： 应用： (1) 在高温和氧化介质中性能极为稳定， 易于提纯，工艺性好 (2) 输入输出特性接近线性 (4) 贵重金属