位移檢測技術(shù)課件

報告人：XXXXX年XX月XX日位移檢測技術(shù)簡介

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(目錄)發(fā)展狀況分類性能比較

位移傳感器的發(fā)展狀況位移檢測技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)相當成熟,各種位移傳感器也出現(xiàn)在人們的視野里。位移傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段,經(jīng)典位移傳感器階段和半導體位移傳感器階段。20世紀80年代以前,人們以經(jīng)典電磁學為理論基礎(chǔ),把不便于定量檢測和處理的位移、位置、液位、尺寸、流量、速度、振動等物理量轉(zhuǎn)換為易于定量檢測、便于作信息傳輸與處理的電學量；近年來,位移傳感器種類繁多,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,同時有越來越多的創(chuàng)新技術(shù)被運用到傳感器中位移傳感器技術(shù)已取得了突破性進展。2.電阻應(yīng)變式位移傳感器原理：當測量桿隨試件產(chǎn)生位移時,彈性敏感元件在感受到測量桿變化而產(chǎn)生變形,并使附著其上的電阻應(yīng)變計一起變形，其表面產(chǎn)生的應(yīng)變與測量桿的位移成線性關(guān)系。這種傳感器具有線性好、分辨率較高、結(jié)構(gòu)簡單和使用方便等特點,其位移測量范圍較小,通常在0.1μm-0.1mm之間,測量精度小于2%,線性度為0.1%-0.5%。構(gòu)成：測量桿、彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計、補償電阻和外殼。電阻應(yīng)變式位移傳感器

圖1一種電阻應(yīng)變式直線位移傳感器3.電容式位移傳感器

圖2電容式位移傳感器示意圖原理：電容傳感器通過位移來改變電容兩個極板之間的距離,即將位移量轉(zhuǎn)換成電容變化量進行測量的。優(yōu)點：功率小、阻抗高、動態(tài)特性好、可進行非接觸測量等。缺點：存在寄生電容和分布電容,會影響測量精度,且常用的變隙式電容傳感器存在測量量程小,存在非線性誤差等缺點。4.電感位移傳感器原理：利用傳感器線圈的電感變化來檢測位移變化特點：1）結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長，性能良好，適于惡劣環(huán)境使用。

2)接觸式測量；3)頻響不高，不適合高頻測試4)測量范圍僅零點幾毫米（測微儀）5)線性度：0.5%，0.1%，0.05%，0.02%；

6)精確度：0.1μm~0.01μm,1nm電感位移傳感器2）互感式類似變壓器，但開磁路，兩個次級線圈以差分方式工作，又稱差分變壓器。磁敏式位移傳感器

磁致伸縮液位計測量容器液位示意圖6.光電式位移傳感器光電式位移傳感器包含有光柵式、光纖式、激光式激光位移傳感器是基于激光光三角原理設(shè)計和制造的。如圖所示,由半導體激光機發(fā)出波長為670nm的激光光束,經(jīng)過發(fā)射光學系統(tǒng)后會聚在被測物體表面,形成漫反射。該漫反射像經(jīng)過接收光學系統(tǒng)后成像在CCD上,并被轉(zhuǎn)換成電信號。當被測面相對傳感器在Y方向移動時,漫反射像也將移動,在CCD光敏面上的成像必將跟著移動位置,這樣即輸出不同的電信號，實現(xiàn)了位移信號到電信號的轉(zhuǎn)換。7.超聲波位移傳感器

它是利用超聲波在兩種介質(zhì)分界面上的反射特性而制作的。當已知從發(fā)射超聲波脈沖開始時間到接收換能器接收到發(fā)射波為止的這個時間間隔,就可以計算出位移或物位。各類傳感器性能比較類型測量范圍精確度線性度特點電位器式繞線式1mm~300mm0.1%±0.1%結(jié)構(gòu)簡單，使用簡單，存在摩擦和磨損非繞線式1mm~1000mm0.5%±0.5%分辨率低，噪聲大，機械結(jié)構(gòu)牢固電阻應(yīng)變式0.1μm~0.1mm＜2%0.1%~0.5%線性好，分辨率高。但對溫度敏感、測量范圍小自感式±25μm~±50mm0.1μm精度高、靈敏度高。但頻響低電容式1μm~10mm0.005%±1%分辨率高、易受溫度濕度變化影響光柵1μm~10m3μm/m分辨率高磁柵1m~20m5μm/m工作速度快激光式20m分辨率0.2μm各類傳感器性能比較

每種位移傳感器在結(jié)構(gòu)、分辨率、精度、靈敏度、測量范圍、抗干擾能力等方面都有其特點。因此，在實際工程設(shè)計中，我們要綜合考慮各方面的因素之后再選擇最合適的傳感器。參考文獻

【1】劉焱，王燁.位移傳感器的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.[J]自動化技術(shù)與應(yīng)用，2013,32（6）：76-80.【2】昌學年,姚毅,閆玲.位移傳感器的發(fā)展及研究[J].計量與測試技