熱工測量儀表PPT 第10章 機(jī)械量檢測儀表

1、第十章第十章 機(jī)械量檢測及儀表機(jī)械量檢測及儀表 機(jī)械量檢測儀表是用來對尺寸、位移、力、重量、轉(zhuǎn)矩、速度和振動等參數(shù)進(jìn)行測量的儀表。檢測機(jī)械量的傳感器大多數(shù)是把這些參數(shù)變換成電量，再用電測儀表進(jìn)行測量。主要內(nèi)容： 位移測量 振動測量 轉(zhuǎn)速測量 位移測量 目前火電廠中測量位移常使用的傳感器有電渦流式傳感器和線性變化差動變壓器式傳感器。 電渦流式傳感器 電渦流傳感器由探頭、延伸電纜、前置器三部分組成 電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1電渦流線圈 2探頭殼體 3殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋 4印制線路板 5夾持螺母 6電源指示燈 7閾值指示燈 8輸出屏蔽電纜線 9電纜插頭 電渦流探頭外形電渦流式傳感器 電渦流式傳感器是在

2、渦流效應(yīng)的基礎(chǔ)上建立起來的。 當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場或在固定磁場中運(yùn)動時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場或在固定磁場中運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)引起感應(yīng)電流，此電流在導(dǎo)體內(nèi)閉合導(dǎo)體內(nèi)引起感應(yīng)電流，此電流在導(dǎo)體內(nèi)閉合, ,稱為渦流。稱為渦流。)(5030cmfhr穿透深度 式中, 導(dǎo)體電阻率(cm)； r導(dǎo)體相對磁導(dǎo)率； 交變磁場頻率(Hz)。高頻反射式 線圈置于金屬導(dǎo)體附近： 線圈中通以高頻信號 i1 正弦交變磁場 H1 金屬導(dǎo)體內(nèi)就會產(chǎn)生渦流 渦流產(chǎn)生電磁場 反作用于線圈 ,改變了電感 電感變化程度取于線圈L的外形尺寸，線圈L至金屬板之間的距離，金屬板材料的電阻率和磁導(dǎo)率 以及的頻率等。 等效電路 電感LE表示金屬板對

3、渦流呈現(xiàn)的電感效應(yīng) 電阻RE表示在金屬板上的渦流損耗 互感系數(shù)M表示LE與原線圈L之間的相互作用 R為原線圈L的損耗電阻 C為線圈與裝置的分布電容 22222111)1 (LKRLKjKLjRLjRMLjRZEEEL 考慮到渦流的反射作用，L兩端的阻抗ZL可用下式表示 式中,信號源的角頻率； K耦合系數(shù)， K2=M2(LLE)。 由于RLB則式(3.4.1)可以簡化為)1 (22KLjKLLRRZEEL ZL的虛部與金屬板的電阻率無關(guān)，而僅與耦合系數(shù)K有關(guān)，即僅與線圈至金屬板之間的距離有關(guān) 在實(shí)際條件下，即K1，并有RLB可以認(rèn)為式(3.4.2)在特定條件下(測量信號頻率較高，金屬板電阻率較小

4、且變化范圍不大)存在著以下的關(guān)系)1 (22KLKLLREE 總之，當(dāng)被測物體確定時(shí)，被測位移的變化使檢測線圈的電感、阻抗Z和品質(zhì)因數(shù)發(fā)生改變，測知這些量的大小，即可求出被測位移。 測量線圈電感的方法有電感法、阻抗法和品質(zhì)因數(shù)法，其中電感法又可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式。調(diào)幅式調(diào)頻式電感式位移測量裝置電感式位移測量裝置 電感式傳感器種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式和互感式兩種；根據(jù)結(jié)構(gòu)型式不同，可分為氣隙型和螺管型兩種。 變氣隙互感式原理 線性差動變壓器 振動測量 汽輪機(jī)的振動測量方法有多種。按照測量振動的相對位置，可以分為軸承座的絕對振動、軸與軸承座的相對振動和軸的絕對振動。 根據(jù)測振傳感器

5、的原理不同可以分為接觸式和非接觸式兩類。接觸式振動傳感器有磁電式、壓電式，非接觸式振動傳感器有電容式、電感式和電渦流式等。 磁電式傳感器 磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，將運(yùn)動速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電勢輸出，分為機(jī)械振動系統(tǒng)和磁電感應(yīng)系統(tǒng)部分。 機(jī)組振動監(jiān)測系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速測量 測量轉(zhuǎn)速常用的有磁阻式、磁敏式和渦流式轉(zhuǎn)速傳感器 磁阻式： 當(dāng)齒輪隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒的凹凸變化引起磁性變化，致使線圈中磁通發(fā)生變化，感應(yīng)出幅值交變的電動勢，感應(yīng)電動勢的頻率在數(shù)值上與所測轉(zhuǎn)速相同 。 磁敏式轉(zhuǎn)速傳感器 磁敏式轉(zhuǎn)速傳感器采用磁敏差分原理進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量。當(dāng)測速齒輪隨主軸旋轉(zhuǎn)，某一個(gè)齒的頂部接近傳感器時(shí)，由于磁場的變化，兩個(gè)磁敏電阻R1、R2的阻值均發(fā)生變化，橋路失去平衡，輸出電壓信號；根輸出的脈沖信號的頻率可以確定被測轉(zhuǎn)速的 。渦流式轉(zhuǎn)速傳感器 采用電渦流傳感器測速時(shí)，在旋轉(zhuǎn)軸上開一條或數(shù)條槽，或者在軸上安裝一塊有輪齒