过程参数检测及仪表 第10章 机械量检测仪表

《过程参数检测及仪表 第10章 机械量检测仪表》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十章机械量检测及仪表机械量检测仪表是用来对尺寸、位移、力、重量、转矩、速度和振动等参数进行测量的仪表。检测机械量的传感器大多数是把这些参数变换成电量，再用电测仪表进行测量。主要内容：位移测量振动测量转速测量位移测量目前火电厂中测量位移常使用的传感器有电涡流式传感器和线性变化差动变压器式传感器。电涡流式传感器电涡流传感器由探头、延伸电缆、前置器三部分组成电涡流探头内部结构1—电涡流线圈2—探头壳体3—壳体上的位置调节螺纹4—印制线路板5—夹持螺母6—电源指示灯7—阈值指示灯8—输出屏蔽电缆线9—电缆插头电涡流探头外形电涡流式传感器电涡流式传感器是在涡流效应的基础上建立

2、起来的。当导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时，导体内引起感应电流，此电流在导体内闭合,称为涡流。穿透深度式中,ρ——导体电阻率(Ω·cm)；r——导体相对磁导率；ƒ——交变磁场频率(Hz)。高频反射式线圈置于金属导体附近：线圈中通以高频信号i1正弦交变磁场H1金属导体内就会产生涡流涡流产生电磁场反作用于线圈,改变了电感电感变化程度取于线圈L的外形尺寸，线圈L至金属板之间的距离，金属板材料的电阻率和磁导率以及的频率等。等效电路电感LE表示金属板对涡流呈现的电感效应电阻RE表示在金属板上的涡流损耗互感系数M表示LE与原线圈L之间的相互作用R为原线圈L的损耗电阻C为线圈

3、与装置的分布电容考虑到涡流的反射作用，L两端的阻抗ZL可用下式表示式中,ω——信号源的角频率；K——耦合系数，K2=M2／(L·LE)。由于R<<ωLB则式(3.4.1)可以简化为ZL的虚部与金属板的电阻率无关，而仅与耦合系数K有关，即仅与线圈至金属板之间的距离有关在实际条件下，即K<1，并有R<<ωLB可以认为式(3.4.2)在特定条件下(测量信号频率较高，金属板电阻率较小且变化范围不大)存在着以下的关系总之，当被测物体确定时，被测位移的变化使检测线圈的电感、阻抗Z和品质因数发生改变，测知这些量的大小，即可求出被测位移。测量线圈电感的方法有电感法、阻抗法和品质因数法

4、，其中电感法又可分为调幅式和调频式。调幅式调频式电感式位移测量装置电感式传感器种类很多，根据转换原理不同，可分为自感式和互感式两种；根据结构型式不同，可分为气隙型和螺管型两种。变气隙互感式原理线性差动变压器振动测量汽轮机的振动测量方法有多种。按照测量振动的相对位置，可以分为轴承座的绝对振动、轴与轴承座的相对振动和轴的绝对振动。根据测振传感器的原理不同可以分为接触式和非接触式两类。接触式振动传感器有磁电式、压电式，非接触式振动传感器有电容式、电感式和电涡流式等。磁电式传感器磁电式传感器是利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出，分为机械振动系统和磁电感应系

5、统部分。机组振动监测系统转速测量测量转速常用的有磁阻式、磁敏式和涡流式转速传感器磁阻式：当齿轮随转轴旋转时，齿的凹凸变化引起磁性变化，致使线圈中磁通发生变化，感应出幅值交变的电动势，感应电动势的频率在数值上与所测转速相同。磁敏式转速传感器磁敏式转速传感器采用磁敏差分原理进行转速测量。当测速齿轮随主轴旋转，某一个齿的顶部接近传感器时，由于磁场的变化，两个磁敏电阻R1、R2的阻值均发生变化，桥路失去平衡，输出电压信号；根输出的脉冲信号的频率可以确定被测转速的。涡流式转速传感器采用电涡流传感器测速时，在旋转轴上开一条或数条槽，或者在轴上安装一块有轮齿的圆盘或圆板，在有槽的轴

6、或有轮齿的圆板附近装一只电涡流传感器。当轴旋转时，由于槽或齿的存在，电涡流传感器将周期性地改变输出信号电压，此脉冲数（或频率值）与转速相对应。