第14講-位移及速度檢測.ppt

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1、第14講位移及速度檢測Displacement&Velocity2008年3月1主要內(nèi)容1電感式傳感器2差動變壓器3電位器傳感器4感應(yīng)同步器5光柵位移測試6碼盤式傳感器7電渦流位移計8電容式位移傳感器9激光式傳感器10磁電感應(yīng)式11光電器件12測速發(fā)電機型式測量范圍精確度線性度特點變阻式滑線1~300mm±0.1%±0.1%分辨力較高，機械結(jié)構(gòu)不牢固，大位移時在電刷上加杠桿機構(gòu)變阻器1~1000mm±0.5%±0.5%結(jié)構(gòu)牢固，壽命長，分辨力較差，電噪聲大電阻應(yīng)變式不粘貼±0.15%應(yīng)變±0.1%±1%不牢固粘貼±0.3%應(yīng)變

2、±(2~3)%±1%牢固，使用方便，需溫度補償和高絕緣電阻半導(dǎo)體±0.25%應(yīng)變±(2~3)%滿刻度±2%輸出幅值大，溫度靈敏性高常用線位移傳感器的性能與特點電感式差動變壓器0.1~5mm±(1~3)%±0.5%分辨力高，壽命長，后續(xù)電路較復(fù)雜螺管式0.2~100mn±(0.1~3)%±0.5%測量范圍寬，使用方便可靠，壽命長，動態(tài)性能較差渦流式±0.25~±250mm±(1~3)%<3%結(jié)構(gòu)簡單，耐油污、水，被測對象材料，靈敏度不同，線性范圍須重校電容式變面積(10-3~10)mm±0.005%±1%線性范圍大，精確度高，受

3、介質(zhì)常數(shù)影響大（溫度，濕度）變間隙(10-8~100)mm0.1%±1%分辨力高，非線性較大霍爾元件±1.5mm0.5%結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)特性好，對溫度敏感感應(yīng)同步器10-3~10000mm2.5μm/250mm模、數(shù)混合測量系統(tǒng)，數(shù)顯長光柵10-3~1000mm3μm/1m同上，分辨力高(0.1~1μm)長磁柵10-3~10000mm5μm/1m制造簡單，使用方便，分辨力1~5μm部分測量角位移的傳感器的性能及特點型式測量范圍精確度線性度特點滑線變阻式0°~360°±0.1%±0.1%結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍廣，存在接觸摩擦，動態(tài)響應(yīng)

4、差變阻器0~60轉(zhuǎn)±0.5%±0.5%耐磨性好，阻值范圍寬，接觸電阻和噪聲大，附加力矩較大差動變壓器式0°~±120°(0.2~2.0)%±0.25%分辨力高，耐用，可測位移頻率只是激勵頻率的1/10，后續(xù)電路復(fù)雜應(yīng)變計式±180°1%性能穩(wěn)定可靠，利用應(yīng)變片和彈性體結(jié)合測量角位移自整角機360°±0.1°~±7°±0.5%對環(huán)境要求低，有標準系列，使用方便，抗干擾能力強，性能穩(wěn)，可在1200r/min下工作，精度低，線性范圍小旋轉(zhuǎn)變壓器360°2′~5′小角度時0.1%微動同步器±5°~±40°(0.4~1)%±0.05%分

5、辨力高，無接觸，測量范圍小，電路較復(fù)雜電容式70°25″分辨力高，靈敏度高，耐惡劣環(huán)境，需屏蔽圓感應(yīng)同步器0°~360±0.5″分辨力高，可數(shù)顯圓光柵0°~360±0.5″分辨力高，可數(shù)顯圓磁柵0°~360±1″磁信號可重錄角度編碼器接觸式0°~36010-6/r分辨力高，可靠性高光電式0°~36010-8/r6.1電感式傳感器與位移檢測6.1.1電感式傳感器的工作原理及分類6.1.2電感式傳感器的輸出特性6.1.3差動電感傳感器原理6.1.4電感式位移計6.1.1電感式傳感器的工作原理及分類電感式傳感器亦稱自感式傳感器或可變

6、磁阻式傳感器將被測量轉(zhuǎn)換成自感或互感變化的裝置。是建立在電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)上的。把被測量轉(zhuǎn)換成自感系數(shù)L的變化。電感式傳感器除了可以測量位移，還可以測量振動、壓力、應(yīng)變、流量、比重等。工作原理式中N線圈匝數(shù)；Rm磁路總磁阻.由磁路基本知識知，線圈自感為：氣隙式自感傳感器，因為氣隙較小(δ為0.1～1mm)，所以，認為氣隙磁場是均勻的，若忽略磁路鐵損，則磁路總磁阻為應(yīng)為鐵芯與銜鐵的磁阻Rc和空氣隙的磁阻R?兩個部分組成：(6.1.1)l鐵芯磁路總長（m）；?鐵芯和銜鐵磁導(dǎo)率（H/m）；S鐵芯和銜鐵的橫截面積（m2）；S0空氣隙的導(dǎo)

7、磁橫截面積（m2）；空氣隙長度（m）；?0空氣隙的導(dǎo)磁率（H/m），?0=4?×10-7H/m。(6.1.2)由于自感傳感器的鐵芯一般在非飽和狀態(tài)下，其磁導(dǎo)率遠大于空氣的磁導(dǎo)率，因此鐵芯磁阻遠較氣隙磁阻小，所以上式可簡化為式(6.1.3)代入式(6.1.1)可得(6.1.3)(6.1.4)分類：變間距隙式電感傳感器——改變?變截面式電感傳感器——改變S螺管式電感傳感器——同時改變?和S變間距隙變截面式螺管式6.1.2電感式傳感器的輸出特性由式(6.1.4)可知??=(0.1~0.2)?0，通常?0=0.1mm~0.5mm略去高

8、次項還是由式(6.1.4)可知6.1.3差動電感傳感器原理設(shè)?0=?1=?2，L0=L1=L2略去高次項差動方式的優(yōu)點：1.靈敏度提高一倍2.L1和L2連接在電橋兩臂，有溫度補償作用3.差動式的線性度得到明顯改善。6.1.4電感式位移計一、軸向電感位移計的結(jié)構(gòu)二、電感位移計的