压电式传感器应用青岛理工大学.pptVIP

Automotive  Test Technology Lectured by Liu Jiang (柳江) Qingdao Technological Uni. School of Auto Traffic Email; zeh@163.com 电感式传感器应用 电容式传感器 电容式传感器应用 压电式传感器应用 压电式传感器应用 光电传感器 * Welcome to the course of —— contents §4.1 概述 §4.2 机械式传感器 §4.3 电阻式传感器 §4.4 电感式传感器 §4.5 电容式传感器 §4.6 压电式传感器 §4.7 其他传感器 §4.8 传感器的选用原则 Introduction 【传感器】的作用 传感器构成 5 key words 非 电 量 电 量 传感器基本要求 ——4方面 转换电路 转换元件 敏感元件 可转换的信号 机械信号 电信号 辐射信号（光波、超声波、红外波） 流体信号 categories 按被测对象 Chapter 4 expansion 按工作原理 机械式 电子式 光学式 流体式 按能量变换关系 能量转换型 能量控制型 模拟式 数字式 按输出信号性质 Mechanical 一 工作原理 二 特点及应用 低，适于静态测量 被测量 弹性元件 变形（位移） 转换电路 电信号 进气流量传感器 进气压力传感器 resistor 一 变阻器式传感器 二 电阻应变式传感器 工作原理 性能特点 灵敏度S线性 电阻分压电路 优点：简单、便宜 缺点：精度、灵敏度低 变阻器式传感器 结构原理 2 分类比较 金属式 半导体式 丝式 Fig. 4-1, 4-2 箔式 Fig. 4-3 S半=（50~70）S金 电阻应变片式传感器应用 p54 Fig.4-5 3 环境温度对应变的影响 Fig. 4-4 【压阻效应】 电阻应变片式传感器 工 作 原 理 可表示为 可得出 传感原理： S 1+2u 金属式1.7~3.6之间 线性 半导体式50-70倍 例题4-1 电感式传感器 一 自感型 二 互感型—差动变压器式 自感型 1 可变磁阻式 （1）工作原理 （2）分类比较 2 电涡流式 工作原理 L a .改变厚度式 厚度式S加倍 b.改变面积式 d/e.单/双螺管线圈差动型 测量范围0.001~1mm 测量范围（-2~2）mm 分辨力0.5um c.差动式 Fig. 4-6 2 电涡流式 （1）工作原理 Fig. 4-9 金属板材料ρ μ ↑↓ 线圈激励频率 w ↑↓ 测频 转速 鉴材与探伤 测微小位移 低频透射式 互感、测厚 δ↑↓ （3）性能特点应用 Z ↑↓ 高频反射式 （2）调幅/调频电路（振荡器串并联） 差动变压器式电桥 取D为参考点 ○ Z1 Z2 D ○ ○ B A C 电容式传感器 一 传感原理 二 分类比较 2） A ↑↓ 1）δ ↑↓ 3）ε ↑↓ 例题4-2 三 测量电路… 四 特点与应用 压电式传感器 一 压电效应 二 压电材料 三 压电式传感器及其等效电路 四 测量电路 五 特点及应用 1.压电单晶体 2.多晶体压电陶瓷 ☆铣钛酸铅材料系列 钛酸钡 3.压电半导体 压电传感器 集成传感器 半导体电子器件 4.高分子压电薄膜 微压 机器人触觉 压电式传感器为能量型传感器，也称无源传感器，本身相当于高内阻微弱的电荷源 Ca Cc i q R0 C q R0 C=Ca+Cc 在交变力的作用下产生交变电荷 依电荷平衡原理 1o ↑ →0 e →0 适于高频信号测量：振动 噪声 表面粗糙度 2o 测量低频信号（静态）C Ro ↑↑ 即Ro ↑ ↑ 即后级需接高输入阻抗的测量电路，按规定电缆接线 前置放大器 电压放大 高输入阻抗的比例放大器 电荷放大 具备深度电容负反馈的高增益的高输入阻抗的运放 Ca Cc q -k 1 且不受电缆长度及型号的影响 2 可测超低频信号 用于冲击振动与地震测量 特点及应用 1、固有频率高、频率范围宽 、结构简单 2、力、振动加速度、噪声、表面粗 糙度的测量 3、动态测量 i.e. 爆震传感器