中国石油大学 常用传感器.ppt

⒊类型 δ L δ0 L0 0 ①单线圈变气隙型： 特点： a: ，非线性关系。取较小的初始间隙δ0可获得 高的灵敏度； b: 由于非线性，工作范围受限。只能对微小的位移进行测量。 （△δ/δ0≤0.1 ,△δ：0.001～1mm) ②差动变气隙型： a.结构特点： 两个完全相同的单线圈电感 传感器共用一个活动衔铁。 （电气参数、几何尺寸均相同） b.与单线圈相比，有下列优点： 线圈1 线圈2 磁芯 x Ⅰ线性得到改善； Ⅱ灵敏度提高一倍。 ③变截面型： ④差动螺管型： 动画演示 (二) 涡电流型 涡电流效应 ⒈工作原理： 金属板的电阻率 金属板的磁导率 距离 线圈激励电流的圆频率 2.线圈阻抗： ⒊测量电路 f e e0 e1 e2 f0 f1 f2 δ=∞ δ1 δ2 ⑴阻抗分压式调幅电路： δ e δ1 δ2 e2 e1 ⑵调频电路 ⒋涡流传感器的应用： 主要用于动态非接触测量； 金属导体。 ①测位移； ②测轴的振动； ③测转速； ④测厚度； ⑤探伤…….. 二、互感式-----差动变压器式电感传感器 ⒈工作原理： 把被测量的变化转化成互感系数 M 的变化。 M-----互感系数（H） 表示两线圈之间的耦合程度。其大小与两线圈相对位置及周围介质的导磁能力等因素有关。 i1--- 一次侧线圈的励磁电流。 e12--- 二次侧线圈的感应电动势。 相当于一个互感系数可变的变压器 ⒉差动结构： e1 e2 e0 x e 0 输出特性： ⒊测量电路： 差动相敏检波电路 ⑴补偿零点残余电压---------可调电位器R； ⑵分辨铁心移动方向（极性判别）----------相敏检波电路。 ⑶各点信号波形。 第五节 电容式传感器 一．工作原理： 将被测量的变化转换成电容的变化。 平行平板电容器： ⒈极距变化型 Δδ δ C δ 差动式 ⒉面积变化型： 角位移型 线位移型 圆柱体线位移型 特点： ①输入输出成线性关系； ②灵敏度相对较小； ③适用于较大直线位移及角位移的测量。 ⒊介质变化型： 如图3-14 ②液位测量。 ①介质温度，湿度或 厚度测量； 二．电容传感器的测量电路 ⒈交流电桥 ⒉直流极化电路 ⒊谐振电路 ⒋调频电路 ⒌运算放大器电路 * * 第四章 常见传感器 主要内容： 传感器的概念、作用及分类 电阻传感器、电感传感器及其测量电路 电容传感器、压电传感器及其测量电路 磁电传感器及其传感器的选用原则 §4.1 传感器概述 1.传感器的作用: 工程上通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件，称为传感器。 作用：把被测量，如力、位移、温度等，转换为易测信号(电信号），传送给测量系统的信号调理环节。 ① 传感器是人类感官的延伸 a．视觉与光传感器； b．听觉与声压传感器; c．触觉与温度、压力传感器； d．嗅觉与气敏传感器； ② 是现代测控系统的关键环节 传感器的作用类似于人的感觉器官，又是人的感官的延伸，它的作用是扩展人的信息功能。因此，从广义讲，传感器是一个感知系统，是为了从外部感知信息而工作的系统。 传感技术是信息科学中的一个重要组成部分，在现代被称之为信息探测工程学，是研究物质的物理效应、化学效应及生物效应，作为信息探测实际应用的一门科学，它对科学技术发展的作用和意义，已日益显得重要和突出。 借助于传感器人们可以去探索那些无法用感官直接测量的事物，从微观世界到宏观世界、太空探索，从人体（CT)到自然界(海水深度、海底探测）都离不开传感器。 传感器处于测试装置的输入端，其性能将直接影响着整个测试装置的工作质量。 输入P 大气压 壳体 膜盒 电感线圈 磁芯 基本转换电路 敏感元件 转换元件 敏感元件 转换元件 基本转换电路 被测量 电量 R L C 2．传感器的基本组成： 例：压力传感器： 物性型：（压电、半导体传感器） 结构型：（电容、电感传感器） 1. 能量控制型(有源传感器):(电阻温度计、电容式测振仪) 能量转换型(无源传感器):(热电偶、弹性压力计) 2. 4. 位移、速度、加速度、力、温度……. 3．传感器的分类： 3. 激励型：超声波探伤仪、r射线测厚仪、X射线衍射 仪等。 4．传感器的发展动向： 1、发现新现象 2、开发新材料 3、采用微细加工技术 4、研究多功能集成传感器 “ Intelligent Sensor ” 5、智能化传感器 “ Smart Sensor ” 6、仿生传感器 第二节 机械式传感器 1．组成： 弹性敏感元件在传感器中因为直接参与变换和测量，所以对它有一定的要求。 2．弹性敏感元件的材料： 1）弹性滞后和