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1、机电一体化系统设计机电一体化系统设计传感器的认识传感器的认识严玉龙类型类型010102020303速度传感器速度传感器加速度传感器加速度传感器位移传感器位移传感器速度传感器速度传感器速度传速度传感器感器 接触式旋转速度传感器接触式旋转速度传感器接触式旋转速度传感器接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器接触式旋转速度传感器接触式旋转速度传感器 接触式旋转式速度传感器与运动物体直接接接触式旋转式速度传感器与运动物体直接接触。当运动物体与旋转式速度传感器接触时，摩触。当运动物体与旋转式速度传感器接触时，摩擦力带动传感器的滚轮转动。
2、装在滚轮上的转动擦力带动传感器的滚轮转动。装在滚轮上的转动脉冲传感器，发送出一连串的脉冲。每个脉冲代脉冲传感器，发送出一连串的脉冲。每个脉冲代表着一定的距离值，从而就能测出线速度。表着一定的距离值，从而就能测出线速度。优点：接触式旋转速度传感器结构简单，使优点：接触式旋转速度传感器结构简单，使用方便。但是接触滚轮的直径是与运动物体始终用方便。但是接触滚轮的直径是与运动物体始终接触，滚轮的外周将磨损，从而影响滚轮的周长接触，滚轮的外周将磨损，从而影响滚轮的周长 缺点：另外接触式难免产生滑差，滑差的存缺点：另外接触式难免产生滑差，滑差的存在也将影响测量的正确性。在也将影响测量的正确性。非接触式速度
3、传感器非接触式速度传感器 非接触式旋转式速度传感器与运动物体无直接接触非接触式旋转式速度传感器与运动物体无直接接触光电流速传感器光电流速传感器光电流速传感器光电流速传感器 叶轮的叶片边缘贴有反射膜，流体流动时带动叶轮旋叶轮的叶片边缘贴有反射膜，流体流动时带动叶轮旋转，叶轮每转动一周光纤传输反光一次，产生一个电脉冲转，叶轮每转动一周光纤传输反光一次，产生一个电脉冲信号。可由检测到的脉冲数，计算出流速。信号。可由检测到的脉冲数，计算出流速。光电风速传感器光电风速传感器光电风速传感器光电风速传感器风带动风速计旋转，经齿轮传动后带动凸轮成比例旋风带动风速计旋转，经齿轮传动后带动凸轮成比例旋转。光纤被凸
4、轮轮盘遮断形成一串光脉冲，经光电管转换转。光纤被凸轮轮盘遮断形成一串光脉冲，经光电管转换成定信号，经计算可检测出风速成定信号，经计算可检测出风速。非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器非接触式旋转速度传感器优点：优点：非接触式旋转速度传感器寿命长，无需增加补非接触式旋转速度传感器寿命长，无需增加补偿电路。偿电路。.传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性比较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无性比较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求。特殊要求。.结构比较简单，成本低，性能稳定可结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。靠。缺点：缺点
5、：但脉冲当量不是距离整数倍，速度运算相对比但脉冲当量不是距离整数倍，速度运算相对比较复杂。较复杂。加速度传感器加速度传感器加速度传感器加速度传感器压电式压电式压阻式压阻式电容式电容式伺服式伺服式加速度传感器种类加速度传感器种类压电式加速度传感器压电式加速度传感器压电式加速度传感器压电式加速度传感器工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：压电式加速度传感器又称压压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传电加速度计。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，在加速度计受晶体的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的振时，质量块加在压
6、电元件上的力也随之变化。当被测振动频率力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时，远低于加速度计的固有频率时，则力的变化与被测加速度成正比。则力的变化与被测加速度成正比。优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：优点：压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范优点：压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点。缺点：压电式加速电荷信号不需要任何外界电源等特点。缺点：压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。度传感器不能测量零频率的信号。应用范围：应用范围：应用范围：应用
7、范围：在现代生产生活中被应用于许许多多的方面，如手提电在现代生产生活中被应用于许许多多的方面，如手提电脑的硬盘抗摔保护，目前用的数码相机和摄像机里，也有脑的硬盘抗摔保护，目前用的数码相机和摄像机里，也有加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据加速度传感器，用来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。压电加速度传感器还应这些振动，自动调节相机的聚焦。压电加速度传感器还应用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性用于汽车安全气囊、防抱死系统、牵引控制系统等安全性能方面。能方面。压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器工作原理：
8、工作原理：工作原理：工作原理：压阻式加速度传感器的应用应用可压阻式加速度传感器的应用应用可以分为系统反馈和导航仪器两种。前者以分为系统反馈和导航仪器两种。前者是用于控制系统作为加速度信号反馈之是用于控制系统作为加速度信号反馈之用，后者是检测导航仪器的加速度。加用，后者是检测导航仪器的加速度。加速度传感器是检测运动物体的瞬时加速速度传感器是检测运动物体的瞬时加速度，所测加速度信号经变换反馈给运动度，所测加速度信号经变换反馈给运动的动力机械，产生阻尼效应，解决运动的动力机械，产生阻尼效应，解决运动物体的振荡，保证控制系统高精度的动物体的振荡，保证控制系统高精度的动态特性要求。态特性要求。优缺点：优
9、缺点：优缺点：优缺点：优点：压阻式减速度传感器，存在频率呼应特征好、优点：压阻式减速度传感器，存在频率呼应特征好、丈量办法易行、线性度好等优点。缺点是：是温度效应严丈量办法易行、线性度好等优点。缺点是：是温度效应严峻、敏锐度低，是应用硅资料电阻率的变更。峻、敏锐度低，是应用硅资料电阻率的变更。应用范围：应用范围：应用范围：应用范围：压阻式加速度传感器已用在步进电机作为动力机械的压阻式加速度传感器已用在步进电机作为动力机械的控制系统中。控制系统中。电容式加速度传感器电容式加速度传感器工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：它是基于电容原理的极距变化型电容传感器，它是基于电容原理的极距变化型电容传
10、感器，其中一个电极是固定的，另一变化电极是弹性膜其中一个电极是固定的，另一变化电极是弹性膜片。弹性膜片在外力（气压、液压等）作用下发片。弹性膜片在外力（气压、液压等）作用下发生位移，使电容量发生变化。这种传感器可以测生位移，使电容量发生变化。这种传感器可以测量气流（或液流）的振动速度（或加速度），还量气流（或液流）的振动速度（或加速度），还可以进一步测出压力。可以进一步测出压力。优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：优点：其基本特征是工作性能稳定，温度漂移优点：其基本特征是工作性能稳定，温度漂移小。缺点：对被测加速度的敏感度和响应速度要小。缺点：对被测加速度的敏感度和响应速度要慢要低。慢要低。应用范
11、围：应用范围：应用范围：应用范围：主要应用于发动机和汽车安全系统上。主要应用于发动机和汽车安全系统上。伺服式加速度传感器伺服式加速度传感器伺服式加速度传感器伺服式加速度传感器工作原理工作原理工作原理工作原理：传感器的振动系统由传感器的振动系统由m-k”系统组成，与一般系统组成，与一般加速度计相同，但质量加速度计相同，但质量m上还接着一个电磁线圈，当基座上还接着一个电磁线圈，当基座上有上有加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由加速度输入时，质量块偏离平衡位置，该位移大小由位移传感器检测出来，经伺服放大器位移传感器检测出来，经伺服放大器放大后转换为电流输放大后转换为电流输出，该电流流过电磁
12、线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁出，该电流流过电磁线圈，在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置恢复力，力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。上，所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统，具有动态性动态性能好、动态范围大和线性度好等特点。能好、动态范围大和线性度好等特点。应用范围：应用范围：应用范围：应用范围：伺服加速度伺服加速度测量技术广泛地应用于惯性导航测量技术广泛地应用于惯性导航和惯性制导系统中，在高
13、精度的振动测量和标定中也有应和惯性制导系统中，在高精度的振动测量和标定中也有应用。用。位移传感器位移传感器磁致伸缩位移传感器电容式微位移传感器位移传位移传感器感器直线直线位移位移式式式式方方方方动动动动运运运运 材材材材质质质质角度角度位移位移金属膜传感器金属膜传感器金属膜传感器金属膜传感器导电塑料传感器导电塑料传感器导电塑料传感器导电塑料传感器光电式传感器光电式传感器光电式传感器光电式传感器磁敏式传感器磁敏式传感器磁敏式传感器磁敏式传感器金属玻璃铀传感器金属玻璃铀传感器金属玻璃铀传感器金属玻璃铀传感器绕线传感器绕线传感器绕线传感器绕线传感器导电塑料位移传感器导电塑料位移传感器导电塑料位移传感
14、器导电塑料位移传感器工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：导电塑料位移传感器工作原理为电阻分压原理，在传感器导电塑料位移传感器工作原理为电阻分压原理，在传感器敏感电源两端连接一个恒定电压源（或电流源），传感器通敏感电源两端连接一个恒定电压源（或电流源），传感器通过电刷在导电塑料电阻体导轨上的移动获得输出，电刷的移过电刷在导电塑料电阻体导轨上的移动获得输出，电刷的移动与被测位移一致，输出电压与位移量成线性关系，其指标动与被测位移一致，输出电压与位移量成线性关系，其指标用线性度表示，该值越小，精密度越高。用线性度表示，该值越小，精密度越高。优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：平滑性好、分辩力优异耐磨
15、性好、寿命长、动噪声小、平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。可靠性极高、耐化学腐蚀。应用范围：应用范围：应用范围：应用范围：广泛用于军事、航空工业、汽车工业、石油工业、机械广泛用于军事、航空工业、汽车工业、石油工业、机械工业、医疗器械等领域的自动化控制和伺服系统中，以及民工业、医疗器械等领域的自动化控制和伺服系统中，以及民用领域的位置反馈、位置检测及位移测量等各种场合。用领域的位置反馈、位置检测及位移测量等各种场合。金属玻璃铀位移传感器金属玻璃铀位移传感器金属玻璃铀位移传感器金属玻璃铀位移传感器用丝网印刷法按照一定用丝网印刷法按照一定图形，将金属玻璃铀电图形
16、，将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体阻浆料涂覆在陶瓷基体上，经高温烧结而成。上，经高温烧结而成。特点是：特点是：特点是：特点是：阻值范围宽，耐热阻值范围宽，耐热性好，过载能力强，耐性好，过载能力强，耐潮，耐磨等都很好，潮，耐磨等都很好，是很有前途的电位器品是很有前途的电位器品种，缺点是接触电阻和种，缺点是接触电阻和电流噪声大电流噪声大。传感器认识意义传感器认识意义目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。展示完毕！谢谢！谢谢！