傳感器的分類與原理PPT課件

1、-,1,傳感器的分類與原理介紹,-,2,目錄,1、傳感器的概念2、傳感器的分類3、傳感器的原理及組成4、公司涉及的傳感器5、傳感器的誤差與校準,-,3,1、傳感器的概念,傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。,-,4,機械系統(tǒng)中常見的物理量,幾何量長度、角度、表面幾何形狀機械量振動（速度、加速度、位移）、力、壓力、力矩、扭矩、功率、質(zhì)量、硬度熱工量溫度、溫度場、濕度、流量光學量照度

2、、光學參數(shù)（焦距、透光率）電磁量電壓、電流、電勢、磁場強度,-,5,測試技術的方法（以測力為例）,-,6,2、傳感器的分類,-,7,3、傳感器的原理及組成,-,8,3、傳感器的原理,傳感器感受被測物理量并把它變換為便于傳輸處理的電信號。它是整個測試系統(tǒng)實現(xiàn)測試和自動控制的首要的、關鍵的環(huán)節(jié)。中間電路將傳感器輸出的微弱電信號進行再次變換、放大、衰減、濾波、調(diào)制和解調(diào)等，使它們成為便于顯示、記錄或進行數(shù)據(jù)處理的信號。顯示與記錄器將中間變換與測量電路送來的電壓或電流信號不失真地顯示和記錄出來。驅(qū)動裝置產(chǎn)生人為驅(qū)動信號，是被測對象處于人為的工作狀態(tài)下，把內(nèi)部特性表現(xiàn)得更明顯。標定裝置產(chǎn)生標準輸入以便用

3、實驗的方法來得到被測量與顯示記錄之間準確地量的關系。,-,9,以測量汽車油箱中汽油液位的裝置為例,-,10,4、公司涉及的傳感器,4.1、壓力傳感器4.2、壓差液位計4.3、雷達液位計4.4、溫度傳感器4.5、流量計4.6、音叉開關,-,11,4.1、壓力傳感器,-,12,壓力傳感器的金屬膜片,工作壓力使膈膜密封膜片產(chǎn)生偏移，并通過填充液把壓力送到傳感器膜片上，該膜片產(chǎn)生的形變再通過填充液把壓力傳送到電橋上，與壓力相關的橋路輸出電壓的變化被測量并進一步處理。,-,13,壓力傳感器測液位的原理,-,14,溫度對于零點的影響,-,15,雙壓力測液位的測量原理,-,16,4.2、壓差液位計,-,17

4、,D=CT/2式中：D雷達液位計到液面的距離C光速T電磁波運行時間因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D,4.3、雷達液位計,-,18,任何雷達物位計的測量都要求有足夠的反射信號.以下因素將影響反射信號強度:,1)測量距離.距離越大,信號越弱2)表面狀態(tài).動蕩不穩(wěn)定的表面將降低反射雷達波的強度.3)介電常數(shù).介電常數(shù)越大,反射越強大.4)泡沫.5)天線尺寸.天線尺寸越大,將得到越窄的雷達波束角和更集中的雷達波能量6)天線上的積垢灰塵.,雷達液位計精度影響因素,-,19,4.4、溫度傳感器,測量原理-TR10,鉑熱電阻鉑熱電阻的特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠,所以在溫度傳感器中得到了廣泛應

5、用。按IEC標準,鉑熱電阻的使用溫度范圍為-200+850。鉑熱電阻的特性方程為在-2000的溫度范圍內(nèi):Rt=R01+At+Bt2+Ct3(t-100)在0850的溫度范圍內(nèi):Rt=R0(1+At+Bt2),-,20,溫度傳感器安裝要求,-,21,4.5、流量計,4.5.1、電磁流量計4.5.2、渦街流量計4.5.3、渦輪流量計4.5.4、質(zhì)量流量計,-,22,4.5.1電磁式流量計Electromagneticflowmeter,測量原理當導電流體流過磁極之間的絕緣管道時，相當于長度為管道內(nèi)徑的導體以流速v移動切割磁力線，則在導電流體中必然會產(chǎn)生電動勢，其大小為：,其中：K與磁場分布及軸向

6、長度有關的系數(shù)；B磁感應強度；V導電液體平均流速；D電極間距（測量管內(nèi)直徑）；,-,23,電動勢E的方向為，大小與流量成正比。在管道的電場E方向兩點加上電極（石墨等耐腐蝕材料），將電動勢引出測量，就可以得到流速v，乘以管道截面積得流量（流量計上的微電腦芯片自動計算顯示和上傳）：,-,24,電磁式流量計的使用優(yōu)點：不受其他因素影響，測量范圍寬，可測強腐蝕、含雜質(zhì)流體。無壓降損失。,電磁流量計的結構,-,25,安裝方式,-,26,4.5.2渦街式流量計Vortexstreetflowmeter,測量原理在流量計管道中，設一滯流件，流體流經(jīng)滯流件時，下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦，在滯流件的側后方分開，

7、形成卡門（Karman）旋渦列卡門渦街，旋渦產(chǎn)生的頻率f與流量計管道中流體流速的關系為：,滯流件,漩渦是低壓區(qū)，用壓電式傳感器檢測出壓力脈沖的頻率,d柱形滯流件的直徑（迎流寬度）s無量綱常數(shù)，稱為Strouhal數(shù)，與流體流動狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關。,-,27,風大電線聲尖銳。汽車后面因卡門渦街而必須關窗。用壓電等傳感器測出漩渦的振動，上傳給頻率電壓轉(zhuǎn)換電路。直接用微電腦計數(shù)，測頻率（不轉(zhuǎn)換）更準確。優(yōu)點：簡單、準確，阻力小、壽命長。,對于一種固定的滯流件，卡門渦街得頻率與流速一一對應，電腦用查表或解析算法就能算出流速v。,-,28,渦街流量計安裝注意事項,-,29,渦街流量計安裝注意事項,補償

8、測量點的安裝,冷熱介質(zhì)的保溫,-,30,4.5.3渦輪流量計TurbineFlowmeter,測量原理在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與平均流速成正比，葉輪轉(zhuǎn)動周期改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性感應電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。TUF的實用流量方程為：qv=f/Kf流量計輸出信號的頻率，Hz；K流量計的儀表系數(shù)，P/m3。,-,31,渦輪流量計安裝注意事項,1、對直管段的要求前5后32、介質(zhì)應該滿管3、垂直安裝盡量水由下向上4、水流相對較穩(wěn)，無脈沖,-,32,4.5.4質(zhì)量流量計,測量原理質(zhì)量流量計中的科里奧利力,-,33,-,34,質(zhì)量流量計的安裝方式,理想安裝方式,