測試技術(shù)中的常用傳感器課件模板

1、1,常用傳感器,本章學(xué)習(xí)要求：,1.了解傳感器的分類 2.掌握常用傳感器測量原理 3.了解傳感器測量電路,1,第3章 常用傳感器,3.1 概述,1. 傳感器,傳感器（Transducer/Sensor）是能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可輸出信號的器件或裝置。,目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。,2,現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)有三個(gè)主要方面： 信息采集 傳感器技術(shù) 信息傳輸 通信技術(shù) 信息處理 計(jì)算機(jī)技術(shù)（包括軟件和硬件）,2.傳感器的構(gòu)成,傳感器由敏感器件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路組成。敏感器件的作用是感受被測物理量，并對信號進(jìn)

2、行轉(zhuǎn)換輸出。輔助器件則是對敏感器件輸出的電信號進(jìn)行放大、阻抗匹配，以便于后續(xù)儀表接入。,3.1 概述,3,被測信息,敏感元件,轉(zhuǎn)換元件,輔助電源,基本轉(zhuǎn)換電路,輸出信息,傳感器構(gòu)成框圖,3.傳感器的分類,2.1 概述,1)按被測物理量分類,常見的被測物理量,機(jī)械量:長度,厚度,位移,速度,加速度, 旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)數(shù),質(zhì)量,重量,力, 壓力,真空度,力矩,風(fēng)速,流速, 流量;,聲: 聲壓,噪聲. 磁: 磁通,磁場. 溫度: 溫度,熱量,比熱. 光： 亮度，色彩,請大聲點(diǎn),4,2.1 概述,位移傳感器, 力傳感器, 滑覺傳感器, 壓力傳感器， 流量傳感器， 溫度傳感器等.,2)按被測量分類:,5,2.

3、1 概述,能量轉(zhuǎn)換型:直接由被測對象輸入轉(zhuǎn)換為電能. （有源） 例如:熱電偶溫度計(jì),壓電式加速度計(jì). 能量控制型:從外部供給能量并由被測量控制外部 （無源） 供給能量的變化.例如:電阻應(yīng)變片.,6,2.1 概述,4)按工作原理分類:,電阻應(yīng)變式傳感器， 電容傳感器， 磁電式傳感器， 光電式傳感器， 光纖式傳感器等,7,3. 傳感器的選用,根據(jù)靈敏度、線性度、重復(fù)性、穩(wěn)定性、精確度、動(dòng)態(tài)特性、環(huán)境參數(shù)等指標(biāo)選用。,2.2 電阻式傳感器,電阻式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器,是能量控制型傳感器。,第2章 常用傳感器,8,上述任何一個(gè)參數(shù)變換均會引起電阻變化,求導(dǎo)數(shù),金屬絲電阻R為,金屬

4、電阻傳感器工作原理,1) 工作原理,上述任何一個(gè)參數(shù)變換均會引起電阻變化,求導(dǎo)數(shù),2.2 電阻式傳感器,代入,金屬應(yīng)變片的電阻R為,9,2.2 電阻式傳感器,有：,金屬絲：,金屬絲體積不變：,10,2.2 電阻式傳感器,有：,對金屬材料，導(dǎo)電率不變(不同于半導(dǎo)體材料）：,金屬絲應(yīng)變片：,11,靈敏系數(shù)：,2)電阻應(yīng)變式傳感器-應(yīng)變片,電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化象。,應(yīng)變計(jì),2.2 電阻式傳感器,金屬應(yīng)變計(jì),13,金屬應(yīng)變片按敏感柵的結(jié)構(gòu)可分為：絲繞式、短接絲式、箔式等。,3) 應(yīng)變片的

5、主要參數(shù),5）其它表示應(yīng)變計(jì)性能的參數(shù)如：工作溫度（書 P8論述較詳）、滯后、蠕變、零漂以及疲勞壽 命、橫向靈敏度等）。,1）幾何參數(shù)：基長L和基寬b，制造廠常用bL 表示。B一般在10mm以下，l通常為230mm。,2）電阻值：應(yīng)變計(jì)的原始電阻值。,3）靈敏系數(shù)：表示應(yīng)變計(jì)變換性能的重要參數(shù)。,4）允許電流：敏感柵流過電流，使得應(yīng)變片產(chǎn) 生溫升，影響測量精度。一般規(guī)定25mA。,(1)電阻溫度系數(shù)的影響 (2)試件材料和敏感柵材料線膨脹系數(shù)的影響 因此，由溫度變化引起的總的相對電阻增量為 或 溫度補(bǔ)償。常用的溫度補(bǔ)償方法有三種：橋路補(bǔ)償法、應(yīng)變片的自補(bǔ)償、熱敏電阻。,4).金屬應(yīng)變片的溫度誤

6、差,2.2 電阻式傳感器,2.2 電阻式傳感器,5) 應(yīng)變片測量電路,16,2.2 電阻式傳感器,令：,金屬絲應(yīng)變片：,V與應(yīng)變成線形關(guān)系，可以用電橋測量電壓測量應(yīng)變,17,2.2 電阻式傳感器,電阻應(yīng)變片的選擇、粘貼技術(shù),1.目測電阻應(yīng)變片有無折痕.斷絲等 缺陷，有缺陷的應(yīng)變片不能粘貼。,2.用數(shù)字萬用表測量應(yīng)變片電阻值大 小。同一電橋中各應(yīng)變片之間阻值 相差不得大于0.5歐姆。,3.試件表面處理：貼片處置用細(xì)紗紙打磨干凈，用 酒精棉球反復(fù)擦洗貼處，直到棉球無黑跡為止。,4.應(yīng)變片粘貼:在應(yīng)變片基底上擠一小滴502膠水， 輕輕涂抹均勻，立即放在應(yīng)變貼片位置。,18,2.2 電阻式傳感器,5.

7、焊線:用電烙鐵將應(yīng)變片的引線焊接到導(dǎo)引線上。,6.用兆歐表檢查應(yīng)變片與試件之間的絕緣組織，應(yīng) 大于500M歐。,7.應(yīng)變片保護(hù)：用704硅橡膠覆于應(yīng)變片上，防止 受潮。,19,2.2 電阻式傳感器,壓阻式傳感器原理,因電阻變化主要由電阻率變化引起，上式可簡化為：,優(yōu)點(diǎn)：靈敏度大;體積小; 缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。 包括：體形、薄膜型和擴(kuò)散型。,20,2.2 電阻式傳感器,電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用：測力,21,2.2 電阻式傳感器,標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,22,本研究所承擔(dān)的省科委科研項(xiàng)目：“帶傳感裝置骨外固定器研究”.,案例：骨應(yīng)力測量,23,案例：橋梁固有頻率測量,2.2 電阻式傳感器,2

8、4,案例：電子稱,原理 將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。,2.2 電阻式傳感器,25,案例：沖床生產(chǎn)記數(shù) 和生產(chǎn)過程監(jiān)測,2.2 電阻式傳感器,26,案例：機(jī)器人握力測量,2.2 電阻式傳感器,27,2.2 電阻式傳感器,案例：振動(dòng)式地音入侵探測器,適合于金庫、倉庫、古建筑的防范，挖墻、打洞、爆破等破壞行為均可及時(shí)發(fā)現(xiàn)。,28,2.2 電阻式傳感器,29,1 變阻器式傳感器,30,等效電路分析:,x,L,2.2 電阻式傳感器,L-變阻器總長; x-電刷移動(dòng)量. R-總電阻; RL電刷電阻;,Rx=K*x,x=L*E1 / E,31,2.2 電阻式傳感器,32,2.2

9、 電阻式傳感器,測量時(shí)的負(fù)載效應(yīng),33,2.2 電阻式傳感器,34,(2) 變阻器式傳感器的性能參數(shù): 1)線性(或曲線的一致性); 4)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)角度范圍; 2) 分辨率; 5)電阻溫度系數(shù); 3)整個(gè)電阻值的偏差; 6)壽命;,(3)變阻器式傳感器的分類,2.2 電阻式傳感器,按測量類型：,單圈電位器,多圈電位器,直線滑動(dòng)式電位器,35,2.2 電阻式傳感器,按制作方式：,線繞電位器,36,變阻器式傳感器產(chǎn)品,2.2 電阻式傳感器,37,案例：重量的自動(dòng)檢測-配料設(shè)備,2.2 電阻式傳感器,原理：彈簧-力-位移 -電位器-電阻,38,案例：煤氣包儲量檢測,2.2 電阻式傳感器,原理：鋼絲-

10、收線圈數(shù) -電位器 -電阻,39,案例：玩具機(jī)器人（廣州中鳴數(shù)碼 ）,2.2 電阻式傳感器,原理：電機(jī)-轉(zhuǎn)角 -電位器 -電阻,40,第2章、常用傳感器,2.2.2 電容式傳感器,變換原理:將被測量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化,兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:,、A或發(fā)生變化時(shí)，都會引起電容的變化。,41,2.2.2電容式傳感器,a)極距變化型,42,2.2.2電容式傳感器,43,當(dāng)動(dòng)極板向定極板運(yùn)動(dòng)時(shí)，極板間的距離減小，電容的增量,當(dāng),100%,靈敏度：,相對誤差：,2.2.2 電容式傳感器,差動(dòng)結(jié)構(gòu)：,靈敏度：,100%,相對誤差估算：,b)面積A變化型,2.2.2 電容式傳感器,45,當(dāng)

11、動(dòng)極板有角位移時(shí) ,電容變化量 :,靈敏度：,平面線位移型,2.2.2電容式傳感器,46,靈敏度：,當(dāng)動(dòng)極板移動(dòng)后，覆蓋面積發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的電容變化量,柱面線位移型.,2.2.2 電容式傳感器,47,當(dāng)覆蓋長度l變化時(shí)，電容的變化量,靈敏度：,產(chǎn)品.,陶瓷電容壓力傳感器,液體壓力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片產(chǎn)生 位移。,2.2.2電容式傳感器,48,c) 介質(zhì)變化型,2.3 電容式傳感器,49,2.3 電容式傳感器,產(chǎn)品.,電容式液位傳感器（液位計(jì)/料位計(jì)）,2.3 電容式傳感器,51,2.3 電容式傳感器,液壓差傳感器,加速度傳感器,測厚傳感器應(yīng)用,電容式傳感器測鋼帶厚度,電容式接近開關(guān)

12、,2.3 電容式傳感器,53,2.3 電容式傳感器,54,3 測量電路,a)電橋電路,2.3 電容式傳感器,55,b) 諧振電路,2.3 電容式傳感器,56,d) 運(yùn)算放大器電路,2.3 電容式傳感器,57,第2章、常用傳感器,2.2.3 電感式傳感器,電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。,分類:,電感式傳感器,58,2.4 電感式傳感器,1 自感型-可變磁阻式,59,自感系數(shù),忽略鐵磁阻,靈敏度：,1）變氣隙式自感傳感器,初始間隙：0.10.5mm， 0/max取5。,3.4 電感式傳感器,2）螺管式自感傳感器,差動(dòng)式變氣隙自感傳感器,2 互感型-差動(dòng)變壓器,

13、3.4 電感式傳感器,61,測量電路：差動(dòng)直流,特點(diǎn)：寬、好、高、高,應(yīng)用：測直線和角位移、力,3.4 電感式傳感器,62,差動(dòng)變壓器測量電路,3.4 電感式傳感器,63,差動(dòng)變壓器位移傳感器,3.4 電感式傳感器,64,案例：板的厚度測量,3.4 電感式傳感器,65,案例：張力測量,3.4 電感式傳感器,66,電感式接近傳感器（金屬）,3.4 電感式傳感器,67,3 渦流式,原理:渦流效應(yīng),3.4 電感式傳感器,68,原線圈的等效阻抗Z變化：,3.4 電感式傳感器,69,3.4 電感式傳感器,70,產(chǎn)品：,3.4 電感式傳感器,71,案例：連續(xù)油管的橢圓度測量,3.4 電感式傳感器,72,案

14、例：無損探傷,原理 裂紋檢測，缺陷造成渦流變化。,火車輪檢測,3.4 電感式傳感器,73,油管檢測,2.2.3 電感式傳感器,壓磁式傳感器,第二章、常用傳感器,2.3.1壓電式傳感器,1.變換原理:壓電效應(yīng),某些物質(zhì)，如石英，受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。(能量轉(zhuǎn)換型，有源）,q=DF,75,第二章、常用傳感器,等效電路,連接方式,外殼,壓緊,質(zhì)塊,壓電元件,加速度傳感器,力傳感器,2.3.1壓電式傳感器,2、測量電路,壓電式傳感器輸出電信號很微弱，通常應(yīng)把傳感器信號先輸入到高輸入阻抗的前置放大

15、器中，經(jīng)過阻抗變換后，方可輸入到后續(xù)顯示儀表中。,77,ey,與電纜無關(guān),產(chǎn)品,壓力變送器,加速度計(jì),力傳感器,2.3.1壓電式傳感器,78,第2章、常用傳感器,2.3.2 磁電式傳感器,1.變換原理:,磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種轉(zhuǎn)換器。,感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢e為,磁通變化率與磁場強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，改變其中一個(gè)因素，都會改變感應(yīng)電動(dòng)勢。,79,變磁通式磁電傳感器,2.3.2 磁電式傳感器,變磁阻,動(dòng)圈（恒磁通）式傳感器,線速度型,2.3.2 磁電式傳感器,81,角速度型,測速電機(jī),2.3.2 磁電式傳感器,82,案例：鼠籠電機(jī)轉(zhuǎn)子斷細(xì)條檢測,2.3.2 磁

16、電式傳感器,83,2.熱電偶 (熱電溫度計(jì)),熱電效應(yīng),將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，在回路中就會產(chǎn)生熱電勢，形成電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。,2.3.3 熱電偶傳感器,84,由于鉑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、人們多采用鉑作為參考電極。,k玻耳茲曼常數(shù)， e電子電荷量， T接觸處的溫度 NA，NB分別為導(dǎo)體A和B的自由電子密度。,2.3.3 熱電偶傳感器,85,熱電偶測溫基本定律,1)均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的橫截面積、長度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢。,2)中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)體，只要其兩端的溫度相等，該導(dǎo)

17、體的接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動(dòng)勢。,2.3.3 熱電偶傳感器,86,3)冷端溫度處理,2.3.3 熱電偶傳感器,87,（1）0C恒溫法,（2）恒溫轉(zhuǎn)換法,（3）電橋補(bǔ)償法,（4）延伸引線法,88,2.3.3 熱電偶傳感器,89,2.3.3 熱電偶傳感器,2.3.4 熱電阻傳感器,1.金屬熱電阻,熱電阻溫度傳感器的基本工作原理是利用物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的特性，即熱阻效應(yīng)。,常用的金屬熱電阻材料有鉑、銅、鎳、銦、錳、碳等。,因?yàn)殂K的物理和化學(xué)性能穩(wěn)定，抗氧化能力強(qiáng)，電阻率高，且材料易于提純，復(fù)制性、工藝性好，作為測溫電阻十分理想。 在國際實(shí)用溫標(biāo)中，從 溫度范圍內(nèi)，以鉑電阻溫度計(jì)作

18、為標(biāo)準(zhǔn)儀器。,2.3.4 熱電阻傳感器,熱電阻溫度計(jì)的測量電路最常用的是電橋電路。為消除引線引起的測量誤差，一般采用三線連接法和四線連接法。,三線法,四線法,2.3.4 熱電阻傳感器,2.熱敏電阻,熱敏電阻是用電阻值隨電阻體溫度而顯著變化的半導(dǎo)體電阻制成的。采用重金屬氧化物錳、鈦、鈷等材料，在高溫下燒結(jié)混合成特殊電子元件。元件可制成球狀、片狀、圓柱狀等。,多數(shù)熱敏電阻具有負(fù)的溫度系數(shù)，即當(dāng)溫度升高時(shí)，其電阻值下降，同時(shí)靈敏度也下降。這個(gè)特性限制了它在高溫條件下使用。目前熱敏電阻使用的上限溫度約為。,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC、正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻CTR,熱敏電阻不宜用于

19、較寬的溫度范圍，但對于特定的溫度點(diǎn)的檢測卻十分靈敏。因此熱敏電阻可用做檢測元件、電路保護(hù)元件等。,93,2.3.4 熱電阻傳感器,產(chǎn)品,94,2.3.4 熱電阻傳感器,2.3 熱電阻傳感器,熱電阻溫度傳感器的基本工作原理是利用物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的特性，即熱阻效應(yīng)。當(dāng)溫度變化時(shí)，熱電阻材料的電阻值隨溫度而變化，這樣，用測量電路可將變化的電阻值轉(zhuǎn)換成電信號輸出，以而得到被測溫度。從敏感元件材料分，熱電阻傳感器可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩大類。半導(dǎo)體熱電阻又稱熱敏電阻。,大多數(shù)金屬材料的電阻隨溫度的升高而增加，但作為熱電阻的金屬材料，其電阻溫度系數(shù)值要高且保持常值，電阻率要高，以減小熱

20、慣性（元件尺寸?。?，在使用溫度范圍內(nèi)，材料的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，工藝性好。常用的金屬熱電阻材料有鉑、銅、鎳、銦、錳、鐵等。,1 熱電阻傳感器,在國際實(shí)用溫標(biāo)中，從溫度范圍內(nèi)，以鉑電阻溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)儀器。,2.3 熱電阻傳感器,3 熱敏電阻傳感器,半導(dǎo)體熱敏電阻的材料是一種由錳、鎳、銅、鉆、鐵等金屬氧化物按一定比例混合燒結(jié)而成的半導(dǎo)體，它具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，隨溫度上升而阻值下降。,2.3 熱敏傳感器,97,2.3 熱敏傳感器,98,2.3 熱敏傳感器,產(chǎn)品,99,溫控器,2.3 熱敏傳感器,應(yīng)用,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器,水溫感應(yīng)塞,還廣泛應(yīng)用于空調(diào)、暖氣、電子體溫計(jì)等,100,第二章、常用傳感器,2.

21、4 磁敏元件傳感器,101,霍爾元件由霍爾片、四根引線和殼體組成，如圖示。,2.4 磁敏元件傳感器,102,2.4 磁敏元件傳感器,103,測轉(zhuǎn)角：,2.4 磁敏元件傳感器,104,電流傳感器,當(dāng)電流流過導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測。,2.4 磁敏元件傳感器,105,鐵磁材料裂紋檢測,2.4 磁敏元件傳感器,106,案例：汽車速度測量:,2.4 磁敏元件傳感器,107,第二章、常用傳感器,2.5 光電傳感器,光電傳感器通常是指對由紫外線到紅外線光的光能量敏感，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。其工作原理是基

22、于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。,內(nèi)光電效應(yīng),半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)會產(chǎn)生電子-空穴對,使其導(dǎo)電性能增強(qiáng),光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為內(nèi)光電效應(yīng) 。,光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管,108,第二章、常用傳感器,109,第2章、常用傳感器,照相機(jī)自動(dòng)測光 光控?zé)?工業(yè)控制,110,2.12 光電傳感器,光電池,光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料P-N結(jié)受到光照后產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢的效應(yīng)。以可見光作光源的光電池是常用的光生伏特型器件。,111,應(yīng)用,光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用可歸納為輻射式(直射式)、吸收式、遮光式、反射式、四種基本形式。,112,2.12 光電傳感器,113,2.12 光

23、電傳感器,114,2.12 光電傳感器,115,2.12 光電傳感器,案例：光電鼠標(biāo)就是利用LED與光敏晶體管組合來 測量位移。,116,2.12 光電傳感器,117,2.12 光電傳感器,相機(jī)測距反射式光電傳感器,118,2.12 光電傳感器,119,P35-T46 P39-T52,2.12 光電傳感器,機(jī)械手抓取雞蛋實(shí)驗(yàn)照片,案例：利用光電式滑覺傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)械手軟抓取,120,2.12 光電傳感器,121,2.12 光電傳感器,第二章、常用傳感器,2.6 氣敏電阻傳感器,氣體與人類日常生活密切相關(guān)，對氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。,如生

24、活環(huán)境中一氧化碳濃度達(dá)0.81.15 ml/L時(shí)，就會出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟?。還有易燃、易爆氣體、酒精等的探測。,煙霧報(bào)警器,酒精傳感器,二氧化碳傳感器,122,2.6 氣敏電阻傳感器,氣敏傳感器是利用氣敏半導(dǎo)體材料，如氧化錫、氧化錳。當(dāng)它們吸收了氣體煙霧，如一氧化碳、醇等時(shí)，電阻發(fā)生變化。從而使氣敏元件電阻值隨被測氣體的濃度改變而變化。,123,2.6 氣敏電阻傳感器,124,氣敏器件阻值與氣體濃度關(guān)系,2.6 氣敏電阻傳感器,125,器件,2.6 氣敏電阻傳感器,燃?xì)鈭?bào)警器,煙霧報(bào)警器,126,應(yīng)用,酒精傳感器,3.6 氣敏電阻傳感器,127,應(yīng)用,超聲波傳感器原理,超聲波發(fā)射原

25、理是把鐵磁材料置于交變磁場中，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，發(fā)射出超聲波。,接收原理是當(dāng)超聲波作用在磁滯材料上時(shí)，使磁滯材料磁場變化，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢輸出。,2.7 超聲波檢測傳感器,128,超聲波傳感器應(yīng)用,超聲波探傷/測距/測物,t,A,2.7 超聲波檢測傳感器,129,倒車?yán)走_(dá),2.7 超聲波檢測傳感器,130,魚群探測器,2.7 超聲波檢測傳感器,131,2.8 光纖傳感器,光纖位移傳感器原理如圖所示。光纖位移傳感器是利用光導(dǎo)纖維傳輸光信號的功能，根據(jù)探測到的反射光的強(qiáng)度來測量被測反射表面的距離。,第二章、常用傳感器,132,光纖檢測型光電傳感器,作業(yè)件檢測,顏色檢測,2.8 光纖傳感器,133,2

26、.9 CCD固態(tài)圖象傳感器,MOS(Metal Oxide Semiconductor)光敏元的結(jié)構(gòu)是在半導(dǎo)體(P型硅)基片上形成一種氧化物(如二氧化硅)，在氧化物上再沉積一層金屬電極，以此形成一個(gè)金屬-氧化物-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元 (MOS)。,第二章、常用傳感器,134,在半導(dǎo)體硅片上按線陣或面陣排列MOS單元，如果照射在這些光敏元上的是一幅明暗起伏的圖像，則這些光敏元上就會感生出一幅與光照強(qiáng)度相對應(yīng)的光生電荷圖像。,2.9 CCD固態(tài)圖象傳感器,135,2.9 CCD固態(tài)圖象傳感器,136,特點(diǎn): (1) 非接觸檢測; (2) 響應(yīng)快; (3) 可靠性高,為修簡便; (4) 測量精度高; (5)

27、 體積小,重量輕; 容易與計(jì)算機(jī)連接 (6) 對被測物體需要強(qiáng)光照射; (7) 受被測物體以外的光的影響. 應(yīng)用: (1) 寬度測量; (2) 外徑測量; (3) 主軸徑向跳動(dòng)測量.,2.9 CCD固態(tài)圖象傳感器,條形碼掃描器,137,數(shù)碼相機(jī),2.9 CCD固態(tài)圖象傳感器,138,2.10 聲發(fā)射檢測傳感器,材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱聲發(fā)射。各種材料聲發(fā)射頻率范圍很寬，從次聲、聲頻到超聲。多數(shù)金屬的聲發(fā)射頻帶在超聲范圍內(nèi)。,2.10聲發(fā)射檢測傳感器,139,聲發(fā)射AE(Acoustic Emission)技術(shù)是應(yīng)用儀器檢測、分析聲發(fā)射信號并確定聲發(fā)射源的技術(shù)。利用聲發(fā)射技術(shù)可以對部件的缺陷進(jìn)行判斷和預(yù)報(bào)，并作出評價(jià)。,2.10聲發(fā)射檢測傳感器,聲發(fā)射檢測診斷特點(diǎn)： 1）聲發(fā)射技術(shù)是一種