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电容式位移传感器

发布日期:2020-11-11 09:33

  电容式位移传感器_物理_自然科学_专业资料。5.1 认识机械位移传感器 2学时 目录 一、教学知识 1、电位器式位移传感器 2、电容式位移传感器 3、电感位移传感器 4、电涡流式位移传感器 5、光栅位移传感器 6、光电编码器 7、接近传感器

  5.1 认识机械位移传感器 2学时 目录 一、教学知识 1、电位器式位移传感器 2、电容式位移传感器 3、电感位移传感器 4、电涡流式位移传感器 5、光栅位移传感器 6、光电编码器 7、接近传感器 8、转速传感器 二、归纳总结 三、作业 5.1 认识机械位移传感器 教学目标 教 (1)掌握常用机械位移传感器(如电磁式、差动变压器式、电阻应变式、电感式、 学 电容式、光电式、霍尔式、电涡流式、绝对编码器、增量编码器、感应同步器式 目 ) 检测原理; 标 (2)掌握各种位移检测的方法。 (3)能识别不同种类的机械位移传感器; (4)能区分常见机械位移传感器的检测方法、信号转换、应用场合、优缺点等。 重点 教 难点 学 重 点 难 (1)常用机械位移传感器检测位移的方法; (2)不同类型机械位移传感器的认识。 常见机械位移传感器工作原理,仪 表信号采集与测量。 点 5.1 认识机械位移传感器 自动生产线上分拣站, 进行物件分拣的时候,常用 的方法:根据光电、光纤传 感器进行分拣,缺点信号有 滞后,不准确,气缸推动有 误差。 更准确的方法,该怎么 做? 5.1 认识机械位移传感器 在数控机床中常用于对 刀具和工件的坐标进行检测, 来观察和跟踪走刀误差,以 起到一个补偿刀具的运动误 差的作用 。 5.1 认识机械位移传感器 机械位移传感器是用来测量位移、距离、位置、尺寸、角度和角位移 等几何学量的一种传感器。 5.1 认识机械位移传感器 一、电位器式位移传感器 5.1 认识机械位移传感器 一、电位器式位移传感器 它由电阻体、电刷、转轴、滑动臂、 焊片等组成,电阻体的两端和焊片A、 C相连,因此AC端的电阻值就是电阻 体的总阻值。 转轴是和滑动臂相连的,在滑动臂的一端装有电刷,它 靠滑动臂的弹性压在电阻体上并与之紧密接触,滑动臂 的另一端与焊片B相连 5.1 认识机械位移传感器 一、电位器式位移传感器 电位器转轴上的电刷将电阻体电阻R0分为 R12和R23两部分,输出电压为Uo。 改变电刷的接触位置,电阻R12亦随之改 变,输出电压Uo也随之变化。 特点:具有结构简单,价格低廉,性能稳定,对环 境条件要求不高,输出信号大,易于转换,便于维 修的优点。其缺点是存在摩擦,分辨力有限,精度 不够高,动态响应较差,仅适于测量变化较缓慢的 量,常用作位置信号发生器。 5.1 认识机械位移传感器 二、电容式位移传感器 非接触DWS型电容式位移传感器 电容式传感器 MicroSense 电容式位移传感器 非接触电容位移传感器 5.1 认识机械位移传感器 二、电容式位移传感器 以电容器为敏感元件,将机械位移量转换为电容量变化的传感器称为电容式 位移传感器。其电容变化与位移变化成非线性关系,为了改善非线性关系, 可采用差动变极距式电容传感器。 电容式位移传感器的形式很多 ,常使用变极距式电容传感器 和变面积式电容传感器进行位 移的测量。 5.1 认识机械位移传感器 二、电容式位移传感器 变极距式电容传感器 一个电极板固定不动,称为固定极板,极板的面积为A,另一极板可左右移 动,引起极板间距离d相应变化。只要测出电容变化量⊿C,便可计算得到极 板间距的变化量,即极板的位移量⊿d。 5.1 认识机械位移传感器 二、电容式位移传感器 变面积式电容传感器 除用变极距式电容传感器测位移外,还可以用变面积式电容传感器测角位移。 特点:电容式传感器极板之间的空气隙d很小, 存在介质被击穿的危险。极片 材料受温度的影响:由不同材料制造成的传感器, 具有不同的温度膨胀系数, 为此在决定传感器尺寸和选材时均要考虑温度影响。连接线问题: 电容式传感 器的电容值均很小,一般在皮法(10-12F)级, 因而连接线通常使用分布电容 极小的高频电缆。 5.1 认识机械位移传感器 三、电感位移传感器 电感式传感器是利用线圈自感或互感量系数的变化来实现非电量电测的 一种装置。 1、螺线管式电感位移传感器。36选7,主要由螺线管和铁芯组成,铁芯插入线圈 中并可来回移动。 螺线v螺线 认识机械位移传感器 三、电感位移传感器 根据图中给出的电流方向,标出通电螺线管的N、S 极 当铁芯发生位移时,将引起线圈电感的变化。线圈的电感量与铁芯插入线圈的长 度有如下的关系。铁芯随被测物体一起移动,导致线圈电感量发生变化。其检测 位移量可从数毫米到数百毫米。缺点是灵敏度低。 5.1 认识机械位移传感器 三、电感位移传感器 2、差动变压器式位移传感器 直流差动变压器式角位移传感器 - RVIT-15-120I角位移传感器 TD系列线性差动变压器式位移传感器 5.1 认识机械位移传感器 三、电感位移传感器 2、差动变压器式位移传感器 初级线加交流励磁电压Uin, 次级线圈上由于电磁感应而产生感 应电压。 由于两个次级线圈反极性串接, 所以两个次级线圈中的感应电压 UOUT1和UOUT2的相位相反,当铁芯 处于中心对称位置时,则 UOUT1=UOUT2,所以UOUT=0。 当铁芯向两端位移时,UOUT1大 于或小于UOUT2,使UOUT不等于零, 其值与铁芯的位移成正比。 特点:结构简单、灵敏度高、线性度好和测量范围宽。缺点是存在零点残余 电动势。可采用相敏检波电路等措施进行补偿。 5.1 认识机械位移传感器 四、电涡流式位移传感器 5.1 认识机械位移传感器 四、电涡流式位移传感器 电涡流式传感器是一个绕在骨架上的导线所构成的空心线圈, 它与正 弦交流电源接通,通过线圈的电流会在线圈周围空间产生交变磁场。当导 电的金属靠近这个线圈时,金属导体中便会产生电涡流,涡流的大小与金 属导体的电阻率ρ、 磁导率μ、厚度d、线圈与金属导体的距离x以及线圈 励磁电流的角频率ω等参数有关。如果固定其中某些参数,就能由电涡流 的大小测量出另外一些参数。探头产生电磁场,接近被测体(必