位移与转速测量(经典版).pptxVIP

2025/7/25位移与转速的测量

位移测量第9章位移与转速测量9.1电感式位移计电阻式位移计9.1.1转速测量光电式转速计磁电式转速计转速脉冲测量方法9.29.1.29.2.19.2.29.2.3

9.1位移测量1位移

9.1位移测量2互感式传感器（用感应电势e反映位移S）位移常用测量方法下面介绍应用较广泛的两种传感器：电阻式位移计和电感式位移计

9.1.1电阻式位移计3电阻式位移计是一种把被测量转换为电阻变化的传感器。按其工作原理可分为变阻器式和电阻应变式两类。1．变阻器式位移计a）直线位移型b）角位移型c）非线性型

9.1.1电阻式位移计41变阻器式位移计通过改变电位器触头位置，实现将位移转换为电阻的变化。其表达式为：2直线位移型3灵敏度4角位移型5灵敏度

9.1.1电阻式位移计5▲非线性型为了使输出电阻值与呈线性关系，变阻器骨架应做成直角三角形。变阻器骨架应做成抛物线形。变阻器式传感器的后接电路一般采用电阻分压电路。优点：结构简单、性能稳定、使用方便。缺点：分辨力不高，因为受到电阻丝直径的限制。

9.1.1电阻式位移计6应用：用于线位移、角位移测量，在测量仪器中用于伺服记录仪器或电子电位差计等。2．电阻应变式传感器电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类。工作原理：应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。金属丝电阻应变片1—电阻丝2—基片3一覆盖层4—引出线

9.1.1电阻式位移计7金属箔式应变片电阻丝的电阻值电阻丝即随同物体一起变形，其电阻值发生相应变化或

9.1.1电阻式位移计项则是由于电阻丝的电阻率随应变的改变而引起的，对于金属丝来说，是很小的，可忽略。上式可简化为——是由电阻丝几何尺寸改变所引起的，对于同一种材料，项是常数。灵敏度

一般市售电阻应变片的标准阻值有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω和1000Ω等。其中以120Ω最为常用。应变片的尺寸可根据使用要求来选定。优点：体积小、动态响应快、测量精确度高、使用简便等。应用：用于应变、力、位移、加速度、扭矩等参数的测量。缺点：温度稳定性能差，在较大应变作用下，非线性误差大等。半导体应变片1—胶膜衬底2—P-Si3—内引线4—焊接板5—外引线9.1.1电阻式位移计

9.1.1电阻式位移计10工作原理:是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外力作用时，原子点阵排列规律发生变化，导致载流子迁移率及载流子浓度的变化，从而引起电阻率变化的现象。在电阻相对变化的表达式中，项是由几何尺寸变化引起的，是由于电阻率变化而引起的。对半导体而言，项远远大于项，它是半导体应变片的主要部分，故电阻相对变化的表达式可简化为灵敏度

9.1.1电阻式位移计11优点：灵敏度高，机械滞后小、横向效应小、体积小等特点。缺点：温度稳定性能差、灵敏度离散度大，非线性误差大等。应用：用于压力、加速度等参数的测量。电阻应变式传感器有以下两种应用方式：1)直接用来测定结构的应变或应力。2）将应变片贴于弹性元件上，作为测量力、位移、压力、加速度等物理参数的传感器。3．固态压阻式传感器工作原理:是基于半导体材料的电阻效应。

固态压阻式传感器是以单晶硅为基底材料，按一定晶向将P型杂质扩散到N型硅底层上，形成一层极薄的导电P型层。此P型层就相当于半导体应变片中的电阻条，连接引线后就构成了扩散型半导体应变片。由于基底(硅片)与敏感元件(导电层)互相渗透，结合紧密，所以基本上为一体。在生产时可以根据传感器结构形成制成各种形状，如圆形杯或长方形梁等。这时基底就是弹性元件，导电层就是敏感元件。当有机械力作用时，硅片产生应变，使导电层发生电阻变化。一般这种元件做成按一定晶向扩散、四个电阻组成的全桥形式，在外力作用下，电桥产生相应的不平衡输出。应用：固态压阻式传感器主要用于测量压力与加速度。9.1.1电阻式位移计

9.1.2电感式位移计1301电感位移计原理与分类02电感式传感器的结构原理

9.1.2电感式位移计14三、电感式传感器电感式传感器是把被测量转换为电感量变化的一种装置，其变换是基于电磁感应原理。按照变换方式的不同，可分为自感型(包括可变磁阻式与涡流式)与互感型(差动变压器式)。1．自感型（1）可变磁阻式a）可变磁阻结构b）特性曲线1一线圈2—铁心3一衔铁

9.1.2电感式位移计15a）可变导磁面积型b）差动型c）单螺管线圈型d）双螺管线圈差动型