测试技术第2章1 6节.ppt

5. 物体位移量检测 当光源发出的光通量被不透光的被测物 遮挡 了一部分时，使 投射到光电元件上的光通量 减弱 。 光通量 减弱的程度 与被测物在光学通路中的 位置 有关，由光 通量减弱的程度可以准确判断被测物在光学通路中的位置。因此， 利用这个原理可以制成 位移计 。 第二章 常用的传感器 传感器的定义： 直接作用于被测量、能按一定规律将其转换成 同种 或 别种 量值输出的器件，叫做传感器。 通常 传感器的工作情况如下图所示： 传感器 物理量 化学量 生物量 电压（ V ） 电流（ mA ） 频率（ Hz ） 传感器将其它类型的 被测量 转换成 电量 的好处是： 易于测量、易于传输、易于处理、易于转换 被检测的物理量： 力、位移、加速度、温度 等； 被检测的化学量： 气体的化学成分 、液体中的 某种成分的含量 等； 被检测的生物量： 酶、抗菌素 等。 第二章的主要内容 第一节 机械式 传感器 第二节 电阻式 传感器 第三节 电感式 传感器 第四节 压电式 传感器 第五节 光敏 传感器 第六节 其它常用传感器 第七节 传感器的 分类 第八节 传感器的 性能 指标 第一节 机械式传感器 机械式传感器通常以 弹性体 作为传感器的 敏感元件 。 机械式 传感器 力 压力 温度 弹性变形 一、环形测力计 环形测力计一般用来 测力 或 称重 。应用时，用 百分表 测量环 形测力计受力后的弹性变形量， 换算成 环形测力计的受力值。 环形测力计携带方便， 不需要电源 ，经常用于现场的称重传 感器或力传感器的校准（通常用千斤顶作为力源）。 环形测力计的测力精度一般为 0.3 % 。 二、波登管式温度计 波登管式温度计测温的原理 是：封闭在感温筒内的酒精的体 积随温度变化，造成 波登管的弹 性变形 ， 带动指针转动，指示温 度的数值。 工程中应用的许多温度表就 是这种温度计。 这种温度计的特点： ★ 结构简单、价格便宜，不需要电源； ★ 读数不精确，惯性大，响应慢，只适于 静态测量。 三、波纹膜片式压力计 波纹膜片式压力计用于 流体 的压力 计量。在计量时，流体的 压力作用在膜片上，造成膜片的 弹性变形 ， 带动指针转动 ，指示 压力的数值。 工程中应用的许多压力表就 是这种压力计。 这种压力计的特点： ★ 结构简单、价格便宜，不需要电源； ★ 读数不精确，惯性大，响应慢，只适于 静态测量。 第二节 电阻式传感器 电阻式传感器是一种把被测量转化为 电阻阻值变化 的传感器。 电阻式 传感器 位移 转角 应变 阻值变化 电阻式传感器按照工作原理可分为 变阻器式 和 电阻应变式 两 类 。 一、变阻器式传感器 变阻器式传感器也称为 电位差式 传感器，它通过改变 电位器 触头的位置 ，把位移或转角的变化转换为电阻的变化。 左图为测量 直线位移 的变阻器式传感器。 中间图为测量 角位移 的变阻器式传感器。 右图为测量 直线位移 的 非线性输出 变阻器式传感器。 这种传感器价格便宜，但长期使用会因 磨损 影响性能，并且 其分辨力不高（一般很难优于 20 μm ）。 二、电阻应变式传感器 电阻应变式传感器可用于测量 力、扭矩、位移、加速度 等。 电阻应变式传感器的测量方法是： 把电阻应变片 粘贴在弹性体上 ，通过测量弹性体上（贴片部 位）的 应变 造成的电阻应变片的 阻值变化 ， 间接测量 力、扭矩、 位移、加速度等。 （重要概念） 第三节 电感式传感器 电感式传感器是一种把被测量（ 位移 ）变换为 电感量 变化的 传感器，其变换基于 电磁感应 原理。按照变换方式的不同，可分 为自感型和互感型。 一、自感型－－涡电流（电涡流）式传感器 电涡流式传感器的变换原 理是利用金属体在交变磁场中 的 涡电流效应。 由于涡流磁场的作用，使原线圈的 等效阻抗 Z （ 等效电感 L 等）都发生变化，其变化程度与距离 ? 有关。 电涡流 传感器 距离 ? 电感 L 电涡流传感器的检测电路有多种形式，其中 调频电路 的工作 原理比较简单。 电涡流传感器可用于 动态非接触测量 。其结构简单，能防水 和油污，主要性能指标如下： 测量间隙的范围 ： 0 ～（ 1 ～ 10 ） mm 最高分辨力 ： 1 ? m 电涡流传感器的 主要用途： （重要概念） ★ 在被测金属材质不变的条件下，用于测量与金属之间的间 隙，可测量 位移 、 振动 。 （这种用途最广！） ★ 在间隙不变的条件下，用于测量金属的 电阻率 ? 和 磁导率 ? 的变化，可以作为 材质鉴别 和 无损探伤 。 电涡流 传感器 电涡流传感器的典型应用 回转轴的径向摆动和振动测量 钢板厚度测量 二、互感型－－差动变压器式传感器 这种传感器是利用电磁感应中的 互感现象 （即变压器的原 理），把被测量（ 位移 ）变换成 感应