检测技术与自动化仪表-第8章.机械量检测ppt课件.ppt

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1、第二篇过程参数检测技术第二篇过程参数检测技术4温度检测7物位检测5压力检测8机械量检测6流量检测9成分分析仪表8.1模拟式位移检测8.2光学数字式位移检测8.3转速检测8.4力的检测方法8.5加速度与振动检测8机械量检测8机械量检测8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法8.1.2电感式位移检测方法8.1.3差动变压器位移检测方法8.1.4光纤位移检测方法8.2光学数字式位移检测8.2.1光栅标尺8.2.2莫尔条纹标尺8.2.3激光扫描测长与图像检测8.3转速检测8.3.1离心力检测法8.3.2光电码盘转速检测法8.3.3空间滤波器式检测法8.4力的检测方法8

2、.4.1金属应变元件8.4.2半导体应变元件8.4.3压电效应8.4.4压敏导电橡胶8.5加速度与振动检测8.5.1加速度检测原理8.5.2动电型振动检测方法8.5.3微机械加速度传感元件变面积(S)型变极距(d)型变介电常数(ε)型电容式传感器的三种类型㈠基本原理8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法差动结构一般结构电容式位移检测的三种方法①②③8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法①变面积型电容式位移传感器初始电容量：灵敏度：电容变化量：△C与x为线性关系㈠基本原理定极板动极板电容量：当被测量的变化产生了x时，8.1.1电容式位移检测方法②变极

3、距型电容式位移传感器(一般结构)若△d/d0<<1，上式可简化为：C与△d近似为线性关系初始电容量：电容变化量：灵敏度：㈠基本原理C与△d为非线性关系电容量：当被测量的变化引起间距减小了Δd时，（电容量增加了ΔC）d0定极板动极板8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法③变极距型电容式位移传感器(差动结构)初始电容量：㈠基本原理电容变化量：灵敏度：若△d/d0<<1，简化为：“差动式”的非线性得到了改善，灵敏度也提高了一倍。d0d0定极板动极板定极板电容量：动极板上移Δd(一般结构)8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法㈡基本测量电路用于电容式传感器

4、的测量电路很多，如交流电桥电路、运算放大器电路、脉宽调制电路和调频电路等。右图为差动电容式传感器接入变压器交流电桥测量电路，当输出为开路时，电桥的输出电压为：动极板上移x时动极板下移x时8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法㈢电容式位移检测的应用测轴回转精度和轴心偏摆测振幅8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法㈣容栅传感器直电极反射式结构形式8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法测量原理有相对移动时：→产生电容周期变化→输出周期变化信号→输出信号反映位移㈣容栅传感器8.1模拟式位移检测8.1.1电容式位移检测方法㈣容栅传感器定尺与滑尺相对

5、运动时的输出波形演示（参考）磁栅容栅传感器8.1模拟式位移检测磁栅传感器磁头与磁尺相对运动时的输出波形演示8.1.1电容式位移检测方法信号处理方式鉴幅式测量电路加上同频、同相但幅值不等的交流激磁电压，通过测量输出电压的幅值，就可间接测量位移的大小。系统可达到0.001mm分辨力，主要在测长仪上使用。鉴相式测量电路加上等幅等频，相位差为90°的交流电压，通过测量输出电压的相位，就可间接测量位移的大小。系统分辨力为0.01mm，主要在数显量具上使用。㈣容栅传感器容栅数显卡尺8.1模拟式位移检测8.1.2电感式位移检测方法8.1.3差动变压器位移检测方法☆变磁阻式传感器8.

6、1模拟式位移检测8.1.4光纤位移检测方法参见教材P114内容反射型遮断型光纤式光电开关的应用8.1模拟式位移检测8.1.4光纤位移检测方法参见教材P114内容光纤式光电开关的应用当光纤发出的光穿过标志孔时，若无反射，则电路板方向放置正确。光纤耦合器传输光纤出射光纤标志孔8.1模拟式位移检测8.1.4光纤位移检测方法参见教材P114内容光纤式光电开关的应用采用遮断型光纤光电开关对IC芯片引脚进行检测8.1模拟式位移检测8.2光学数字式位移检测8.2.1光栅标尺☆光栅传感器8.2.2莫尔条纹标尺8.2光学数字式位移检测8.2.3激光扫描测长与图像检测参见教材P115~1

7、16内容8.3转速检测转速是各类旋转机械和电机运行中的一个重要物理量，在各种技术测试和监控中需要对其进行精确的测量。转速测量方法可以分为两类：直接法：直接观测机械或电机的机械运动，测量特定时间内机械旋转的圈数，从而测出机械运动的转速；间接法：测量由于机械转动导致其他物理量的变化，从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。从测速仪是否与转轴接触分为：接触式，非接触式。常用的测速方法①光电码盘测速法②霍尔元件测速法③离心式转速表测速法④测速发电机测速法⑤振动测速法⑥漏磁测速法⑦闪光测速法8.3转速检测霍尔元件测速法和光电码盘测速法基本类似，都是在转轴上装