《常见传感器原理及应用ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常见传感器原理及应用ppt课件.ppt（71页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第第三三章章 传感检测系统传感检测系统严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3 常见传感器原理及应用常见传感器原理及应用电电阻阻式式传传感感器器光电式传感器光电式传感器压压电电式式传传感感器器电感式传感器电感式传感器电容式传感器电容式传感器半半导导体体式式传传感感器器热电偶式传感器热电偶式传感器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3
2、.3.1 电阻式传感器电阻式传感器Resistive transducer电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件被测量被测量电阻变化电阻变化将被测量变化转换成电阻变化的传感器。将被测量变化转换成电阻变化的传感器。位移、力、压力、加速度、扭矩等位移、力、压力、加速度、扭矩等严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.1.1 电位器式传感器电位器式传感器Potentiometric transducer 利用加激励的电
3、阻体上可动触点位置的变化，利用加激励的电阻体上可动触点位置的变化，将被测量变化转换成电压比变化的传感器。将被测量变化转换成电压比变化的传感器。由由电阻元件、电刷、骨架电阻元件、电刷、骨架等组成。等组成。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。绕线式电位器绕线式电位器线性线绕式电位器示意图线性线绕式电位器示意图 Ui为工作电压，为工作电压，U0为为RL两端的输出电压，两端的输出电压，x为线绕式电为线绕式电位器电刷移动长度，位器电刷移动长度，L为其总长度，对应于电刷移动量为其总长度，对应于电刷移动量x的阻的阻值为值为Rx。严格
4、执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。绕线式电位器的结构绕线式电位器的结构线绕式电位器线绕式电位器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电位器式传感器的应用电位器式传感器的应用航空飞行高度传感器航空飞行高度传感器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在测量在测量比较小比较小的位移的位移时，可将时，可将线线位移变换成角位移位移变换成角位移。测小位移传感器示意图测小位移传感器示意图电
5、位器式传感器的应用电位器式传感器的应用测小位移测小位移严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电位器式传感器的应用电位器式传感器的应用测加速度测加速度 惯性质量块在被测加速度的作用下，使片状弹簧产生正惯性质量块在被测加速度的作用下，使片状弹簧产生正比于被测加速度的位移，从而引起电刷在电位器的电阻元件上比于被测加速度的位移，从而引起电刷在电位器的电阻元件上滑动，输出一与加速度成比例的电压信号。滑动，输出一与加速度成比例的电压信号。电位器式加速度传感器示意图电位器式加速度传感器示意图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等
6、相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。基于电位器的线性基于电位器的线性/角位移传感器模型角位移传感器模型若若 ，则传感器可线性化则传感器可线性化；其中：其中：是线性位移。是线性位移。将上式中将上式中的 和和 换成角度值后，可以用于角度测换成角度值后，可以用于角度测量。量。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.1.2 应变式传感器应变式传感器电阻应变片电阻应变片电阻应变片电阻应变片被测量被测量电阻变化电阻变化 电阻应变传感器是一种利用电阻应变传感器是一种利用电阻应变片电阻应变片将将应变
7、应变转换为转换为电阻变化电阻变化的传感器。的传感器。任何非电量能转化为任何非电量能转化为应变量应变量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。应变片应变片当受到外力时，导体变长变细，电阻增加，当受到外力时，导体变长变细，电阻增加，RR+R严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。应变式传感器应变式传感器 电阻应变传感器由电阻应变传感器由弹性敏感元件、电阻应变片弹性敏感元件、电阻应变片和测量电路和测量电路组成组成。传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件传感
8、器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。当被测量物理量作用在弹性元件上时，构成。当被测量物理量作用在弹性元件上时，弹性弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转，通过转换电路将其转变成换电路将其转变成电量输出电量输出，电量变化的大小反映，电量变化的大小反映了被测物理量的大小。了被测物理量的大小。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。常见电阻常见电阻 应变片应变片（a）金属线金属线（b）金属箔金属箔（c）半导体半导体 电阻应变片是应变测量的关键元件，为适应各种领域测量电阻应变片是
9、应变测量的关键元件，为适应各种领域测量的需要，可供选择的电阻应变片的种类很多，常用的有的需要，可供选择的电阻应变片的种类很多，常用的有丝式、丝式、箔式和半导体式。箔式和半导体式。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。应变式电阻传感器的应用应变式电阻传感器的应用1.应变式力传感器应变式力传感器 FF严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。应变式电阻传感器的应用应变式电阻传感器的应用 电子天平的精度可达电子天平的精度可达十万分之一。十万分之一。2.电子天
10、平电子天平严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。吊钩秤吊钩秤 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.2 电容式传感器电容式传感器Capacitive transducer 将将被测量变化被测量变化转换成转换成电容量变化电容量变化的传感器。它的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。的电容
11、器。可以应用于可以应用于位移、振动、角度、加速度位移、振动、角度、加速度等参数等参数的测量中。的测量中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电容传感器的理想公式为电容传感器的理想公式为极板间距离；极板间距离；极板面积；极板面积；电容极板间介质的介电常数电容极板间介质的介电常数 相对介电常数相对介电常数 电容式传感器工作原理及结构形式电容式传感器工作原理及结构形式 ，真空的介电常数。，真空的介电常数。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1变极距式
12、电容传感器变极距式电容传感器变极距式电容传感器原理动画演示变极距式电容传感器原理动画演示 设设和和A不变，初始状极距为不变，初始状极距为d0时，电容器容量为时，电容器容量为C0。若动极板有。若动极板有位移，使极板间距离减小位移，使极板间距离减小x，则电容，则电容则增大到则增大到 cx。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2变面积式电容式传感器变面积式电容式传感器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3变介电常数电容式传感器变介电常数电容式传感器变
13、介电常数电容式传感器原理动画演示变介电常数电容式传感器原理动画演示严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电容传感器的应用电容传感器的应用 电容传感器声波测量动画演示电容传感器声波测量动画演示1声波测量声波测量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电容式压力传感器结构图电容式压力传感器结构图2压力测量压力测量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。高压侧高压侧进气口进气口低压侧低
14、压侧进气口进气口电子线电子线路位置路位置内部内部不锈不锈钢膜钢膜片的片的位置位置电容式差压变送器外形图电容式差压变送器外形图3数字无损耗信号传输数字无损耗信号传输 利用利用单晶硅谐振传感器，单晶硅谐振传感器，采用采用微电子表面加工技术，微电子表面加工技术，保证保证0.2%的测量精度，可实现抵制的测量精度，可实现抵制静压、温飘静压、温飘对其影响。对其影响。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电容传感器加速度测量动画演示电容传感器加速度测量动画演示4加速度测量加速度测量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制
15、度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。硅微加工电容加速度传感器硅微加工电容加速度传感器 电容式硅微加速度传感器电容式硅微加速度传感器是一种重要的惯性传感是一种重要的惯性传感器，是惯性测量组合系统的基础元件之一。它与传统器，是惯性测量组合系统的基础元件之一。它与传统的加速度计相比具有的加速度计相比具有重量轻重量轻,成本低成本低,功耗小功耗小,体积小体积小等诸多优点。等诸多优点。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5电容式指纹传感器电容式指纹传感器严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度
16、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.3 接近开关接近开关 接近开关又称接近开关又称无无触点行程开关。触点行程开关。它能在它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出就可以发出“动作动作”信号。信号。接近开关的核心部分是接近开关的核心部分是“感辨头感辨头”，它，它对正在接近的物体有很高的感辨能力。对正在接近的物体有很高的感辨能力。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。接
17、近开关外形接近开关外形 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。接近开关外形（续）接近开关外形（续）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。接近开关分类接近开关分类只对导只对导磁物体磁物体起作用起作用对接地对接地的金属的金属起作用起作用只对导电只对导电良好的金良好的金属起作用属起作用对磁性对磁性物体起物体起作用作用严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。接近开关的特点接近开关的特点
18、 接近开关与被测物不接触、不会产生机接近开关与被测物不接触、不会产生机械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、械磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防无触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆性能较好、输出信号负载能力强、体积小、爆性能较好、输出信号负载能力强、体积小、安装、调整方便。安装、调整方便。缺点是缺点是触点容量较小、输出短路时易烧触点容量较小、输出短路时易烧毁毁。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.4 差动变压器差动变压器线圈和磁芯完全线性完全线性便宜便宜耐用耐用有有“
19、中心位置中心位置”用于执行器 通常嵌入使用通常嵌入使用低非线性低非线性大位移大位移严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。LVDTLVDT结构示意图和电原理图结构示意图和电原理图LVDTLVDT 是线性可变差动变压器是线性可变差动变压器(Linear Variable Differential Transformer)。LVDT 位移传感器的工作原理简单地说是位移传感器的工作原理简单地说是铁芯铁芯 可动变压器。可动变压器。次级线圈1 初级线圈 次级线圈2 铁芯（有色 金属棒）两个次级线圈间的输出电压输入初级线圈的恒定交流电
20、压从中心位置移动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1.结构简单，工作可靠，寿命长，线性度好，重复性好，性能价格比高。结构简单，工作可靠，寿命长，线性度好，重复性好，性能价格比高。2.2.精度：最高精度可达精度：最高精度可达0.05%，一般为，一般为0.25%、0.5%。3.3.绝对误差：最高可达绝对误差：最高可达0.1m0.1m。4.4.重复性：好，最高可达重复性：好，最高可达0.1m。5.5.灵敏度：高，一般每灵敏度：高，一般每mmmm位移输出为数百位移输出为数百mv,mv,最高可达几伏。最高可达几伏。6.6.
21、分辨率：高，一般为分辨率：高，一般为0.1m，最高可达最高可达104m。7.7.测量范围：宽，测量范围：宽，0.1mm500mm甚至更大甚至更大。8.8.工作温度范围：大，一般为工作温度范围：大，一般为55+150可扩展到可扩展到+300，传感传感器或变送器分为三级：器或变送器分为三级：商业级：商业级：0+70 工业级：工业级：40+85 军军 级：级：55+125 9.9.时间常数小，动态特性好，频带宽一般为时间常数小，动态特性好，频带宽一般为200HZ200HZ（5ms5ms）最高可最高可 500HZ500HZ（2ms2ms）。LVDT特点特点严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相
22、关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5.体积小，价格低，性能价格比高。体积小，价格低，性能价格比高。1.动态特性好，可用于高速在线检测，进行自动测量，自动态特性好，可用于高速在线检测，进行自动测量，自 动控制。光栅、磁栅等测量速度一般为动控制。光栅、磁栅等测量速度一般为1.5m/s以内，以内，只只能用于静态测量能用于静态测量。LVDT特点特点LVDT与光栅、磁栅等高精度测长仪器与光栅、磁栅等高精度测长仪器相比有以下几个相比有以下几个优点：优点：3.可以做成在特殊条件下工作的传感器，如耐高压，高温，可以做成在特殊条件下工作的传感器，如耐高压，高温，耐辐射全密封在水下
23、工作。耐辐射全密封在水下工作。4.可靠性非常好，能承受冲击可靠性非常好，能承受冲击1000g/11ms，振动：频率，振动：频率 2000HZ，加速度，加速度20g。2.LVDT可在强磁场，大电流，潮湿，粉尘等恶劣环境下使可在强磁场，大电流，潮湿，粉尘等恶劣环境下使用。用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。u编码器是将编码器是将直线运动和转角运动直线运动和转角运动变换为变换为数字信号数字信号进行测量进行测量的一种传感器。的一种传感器。u它通过光电原理或电磁原理将一个它通过光电原理或电磁原理将一个机械的几何位移量机械的几
24、何位移量转换转换为为电子信号电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。（电子脉冲信号或者数据串）。u这种电子信号通常需要连接到控制系统这种电子信号通常需要连接到控制系统(e.g.PLC、高速计高速计数模块、变频器等数模块、变频器等),控制系统经过计算便可以得到测量的数控制系统经过计算便可以得到测量的数据，以便进行下一步工作。据，以便进行下一步工作。u编码器一般应用于编码器一般应用于机械角度、速度、位置机械角度、速度、位置的测量。的测量。3.3.5 编码器编码器Coder严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。编码器的分类（工作原
25、理）编码器的分类（工作原理）增量编码器绝对值编码器一般用来测试一般用来测试速度与方向速度与方向也可以用也可以用角度测量，但在角度测量，但在掉电或电源出现故障时位掉电或电源出现故障时位置信息丢失置信息丢失传送在一转中传送在一转中每一步的唯一每一步的唯一的位置信息的位置信息位置信息一直可用位置信息一直可用,即使在掉即使在掉电或电源出现故障时电或电源出现故障时一般用于一般用于角度测量角度测量、往复运往复运动动严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。编码器的一般特性编码器的一般特性严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规
26、章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。编码器外形编码器外形 拉线式拉线式角编角编码器利用线轮，码器利用线轮，能将直线运动转能将直线运动转换成旋转运动。换成旋转运动。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（1 1）信号性质）信号性质0 0 0 0 0 0 0 0 1 22.5 0 0 1 0 45 1 1 1 1 337.5 输出输出n位二进制编码，每一位二进制编码，每一个编码对应唯一的角度。个编码对应唯一的角度。绝对式测量绝对式测量（ABS）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度
27、。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（2 2）绝对式光电码盘基本原理）绝对式光电码盘基本原理LED光敏光敏元件元件严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。输输出出信信号号为为一一串串脉脉冲冲，每每一一个个脉脉冲冲对对应应一一个个分分辨辨角角，对对脉脉冲冲进进行行计计数数N，就就是是对对 的的累加，即，角位移累加，即，角位移 N。如如：0.352，脉脉冲冲N1000，则：，则：0.352 1000 352 增量式测量增量式测量（INC）（1 1）信号性质）信号性质严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度
28、等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（2 2）增量式光电编码器的结构）增量式光电编码器的结构码盘码盘光栏板光栏板LED零位标志零位标志（一转脉冲）（一转脉冲）光敏元件光敏元件 360条纹数条纹数 36010240.352 透光条纹透光条纹严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（3 3）辨向）辨向90 ABAB 光光敏敏元元件件所所产产生生的的信信号号A、B彼彼此此相相差差90 相相位位，用用于于辨辨向向。当当码码盘盘正正转转时时，A信信号号超超前前B信信号号90；当当码码盘盘反反转转时时
29、，B信信号号超超前前A信号信号90。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（4 4）辨向信号）辨向信号ABABA 超前于超前于B 90，正向，正向A 滞后于滞后于B 90，反向，反向严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（5 5）倍频（细分）倍频（细分）/4细分前细分前4细分后细分后 在在现现有有编编码码器器的的条条件件下下，通通过过细细分分技技术术能能提提高高编编码码器器的的分分辨辨力力。细细分分前前，编编码码器器的的分分辨辨力力只只有有一一个个
30、分分辨辨角角的的大大小小。采采用用4细细分分技技术术后后，计计数数脉脉冲冲的的频频率率提提高高了了4倍倍，相相当当于于将将原原编编码码器器的的分分辨辨力力提提高高了了3倍倍，测测量量分分辨辨角角是是原原来来的的1/4，提高了测量精度。，提高了测量精度。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（6 6）零标志（一转脉冲）零标志（一转脉冲）一转（360）CC 在在码码盘盘里里圈圈，还还有有一一条条狭狭缝缝C，每每转转能能产产生生一一个个脉脉冲冲，该该脉脉冲冲信信号号又又称称“一一转转信信号号”或或零零标标志志脉脉冲冲，作为测量
31、的起始基准。作为测量的起始基准。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（7 7）零标志在回参考点中的作用）零标志在回参考点中的作用Z 轴参考点轴参考点X 轴参考点轴参考点Y 轴参考点轴参考点回参考点方式回参考点方式SINUMERIK数控数控系统工作方式开关系统工作方式开关严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（8 8）回参考点减速开关）回参考点减速开关限位开关限位开关参考点减速开关参考点减速开关滑块滑块严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相
32、关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（9 9）回参考点示意图）回参考点示意图减速寻找减速寻找零标志零标志零标志找到零标志找到参考点位置参考点位置速度速度慢速慢速快速快速行程行程碰到参考点减速开关碰到参考点减速开关播放播放严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.6 光栅式传感器光栅式传感器光栅尺位移传感器光栅尺位移传感器GWC系列光栅位移传感器系列光栅位移传感器 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。光栅位移传感器
33、的结构原理图光栅位移传感器的结构原理图 由由主光栅、指示光栅、光主光栅、指示光栅、光源源和和光电器件光电器件等组成。等组成。光源：光源：钨丝灯泡；半导体发光器件钨丝灯泡；半导体发光器件光电元件：光电元件：光电池；光敏二极管光电池；光敏二极管光栅位移传感器的结构光栅位移传感器的结构严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。如果把两块如果把两块栅距栅距W W相等相等的的光栅面光栅面平行安装平行安装，且让它，且让它们的刻痕之间有们的刻痕之间有较小的夹较小的夹角角时，这时光栅上会出时，这时光栅上会出现若干条现若干条明暗相间明暗相间的
34、条纹，的条纹，这种条纹称这种条纹称莫尔条纹莫尔条纹。莫尔条纹是光栅非重合部莫尔条纹是光栅非重合部分光线透过而形成的亮带，分光线透过而形成的亮带，它由它由一系列四棱形图案组一系列四棱形图案组成成，图中，图中dd线区所示。线区所示。图中图中ff线区则是由于线区则是由于光光栅的遮光效应栅的遮光效应形成的。形成的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。长光栅莫尔条纹长光栅莫尔条纹播放动画播放动画严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。莫尔条纹莫尔条纹亮带暗带
35、（1 1）莫尔条纹移动方向与两光栅相对移动方向垂直。莫尔条纹移动方向与两光栅相对移动方向垂直。（2 2）莫尔条纹有位移的放大作用。莫尔条纹有位移的放大作用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(1)(1)莫尔条纹的移动方向：莫尔条纹的移动方向：当指示光栅不动，当指示光栅不动，主光栅左右平移主光栅左右平移时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向时，莫尔条纹将沿着指示栅线的方向上下移动。上下移动。查看莫尔条查看莫尔条纹的上下移动方向，即可确定主光栅左右移动方向。纹的上下移动方向，即可确定主光栅左右移动方向。(2)(2)位移的放大作
36、用：位移的放大作用：当主光栅沿与刻线垂直方向移动一个当主光栅沿与刻线垂直方向移动一个 栅距栅距W时，莫尔条纹移动一个时，莫尔条纹移动一个条纹间距条纹间距B。当两个等距光栅当两个等距光栅的栅间夹角的栅间夹角较小时，主光栅移动一个栅距较小时，主光栅移动一个栅距W，莫尔条纹移，莫尔条纹移动动KW距离，距离，K为莫尔条纹的放大系数：为莫尔条纹的放大系数：莫尔条纹测位移具有三个特点莫尔条纹测位移具有三个特点严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。条纹间距与栅距的关系为条纹间距与栅距的关系为 ：当当角较小时，例如角较小时，例如=30=
37、30，则，则K K=115=115，表明莫表明莫尔条纹的尔条纹的放大倍数放大倍数相当大。相当大。这样，可把肉眼这样，可把肉眼看不见的光栅位移看不见的光栅位移变成为变成为清晰可清晰可见的莫尔条纹移动见的莫尔条纹移动，可以用测量条纹的移动来检测光，可以用测量条纹的移动来检测光栅的位移。从而栅的位移。从而实现高灵敏的位移测量实现高灵敏的位移测量。(3)(3)误差的平均效应：误差的平均效应：莫尔条纹具有平均光栅误差的莫尔条纹具有平均光栅误差的作用。作用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。l动态测量范围广动态测量范围广（010
38、00mm）光栅位移传感器的应用光栅位移传感器的应用l测量精度高（分辨率为测量精度高（分辨率为0.1m）l在机械工业中得到了广泛的应用，特别是在在机械工业中得到了广泛的应用，特别是在量具、数量具、数 控机床的闭环反馈控制、工作母控机床的闭环反馈控制、工作母机的坐标测量等方面。机的坐标测量等方面。l容易容易实现系统的自动化和数字化实现系统的自动化和数字化l可进行可进行无接触测量无接触测量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.7 磁栅式传感器磁栅式传感器u价格低于光栅、制作简单、复制方便；价格低于光栅、制作简单、复制方
39、便；u测量范围宽（从几十毫米到数十米）、不需接测量范围宽（从几十毫米到数十米）、不需接长；长；u易安装和调整、抗干扰能力强。易安装和调整、抗干扰能力强。磁栅优点磁栅优点 磁栅传感器是由磁栅传感器是由磁栅（磁尺）、磁头、检测磁栅（磁尺）、磁头、检测电路电路组成。组成。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁尺磁尺磁栅外观图磁栅外观图磁头磁头严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。德国德国SIKO 磁栅尺磁栅尺严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等
40、相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁栅式传感器示意图磁栅式传感器示意图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁栅式传感器的应用磁栅式传感器的应用1磁栅测量系统磁栅测量系统压板压板磁头磁头磁尺磁尺数显数显严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.3.8 压电式传感器压电式传感器电压和力电压和力力和电压力和电压瞬态测量瞬态测量模型模型电源电源并联电阻并联电阻并联电容并联电容料斗料斗无红无红外辐外辐射射电荷电荷平衡平衡有
41、有红红外外线线电极两电极两端有剩端有剩余电荷余电荷严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。压电传感器的工作原理压电传感器的工作原理 压压电电式式传传感感器器是是一一种种自自发发电电式式传传感感器器。它它以以某某些些电电介介质质的的压压电电效效应应为为基基础础，在在外外力力作作用用下下，在在电电介介质表面产生电荷质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。，从而实现非电量电测的目的。压压电电式式传传感感器器主主要要用用途途：压压电电传传感感元元件件是是力力敏敏感感元元件件，它它可可以以测测量量最最终终能能变变换换为为力力的的那
42、那些些非非电电物物理理量量，例例如如动动态态力力、动动态态压压力力、振振动动加加速速度度等等，但但不不能能用于静态参数（例如重量）的测量用于静态参数（例如重量）的测量。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。石英晶体的压电效应演示石英晶体的压电效应演示石英晶体的压电效
43、应演示石英晶体的压电效应演示严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。正正压压电电效效应应（顺顺压压电电效效应应）：某某些些电电介介质质，当当沿沿着着一一定定方方向向对对其其施施力力而而使使它它变变形形时时，内内部部就就产产生生极极化化现现象象，同同时时在在它它的的一一定定表表面面上上产产生生电电荷荷，当当外外力力去去掉掉后后，又又重重新新恢恢复复不不带带电电状状态态的的现现象象。当当作作用用力力方方向向改改变变时时，电荷极性也随着改变。电荷极性也随着改变。逆逆压压电电效效应应（电电致致伸伸缩缩效效应应）：当当在在电电介介质
44、质的的极极化化方方向向施施加加电电场场，这这些些电电介介质质就就在在一一定定方方向向上上产产生生机机械械变变形形或或机机械械压压力力，当当外外加加电电场场撤撤去去时时，这这些些变变形形或或应应力力也随之消失的现象。也随之消失的现象。电能电能机械能机械能正压电效应正压电效应逆压电效应逆压电效应压电效应压电效应严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。压电传感器只能应用于动态测量压电传感器只能应用于动态测量 由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器式传感器不能用于静态测量不能用于静态测量。压电元件在交变力的。压电元件在交变力的作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量回路以作用下，电荷可以不断补充，可以供给测量回路以一定的电流，故一定的电流，故只适用于动态测量只适用于动态测量（一般必须高于（一般必须高于100Hz，但在，但在30kHz以上时，灵敏度下降）。以上时，灵敏度下降）。