氣電式傳感器課件

第九章氣電式傳感器根據(jù)氣動(dòng)測量原理，將被測量的變化轉(zhuǎn)換成氣壓變化或氣體流量變化信號(hào)第一節(jié)氣動(dòng)測量的原理第二節(jié)氣動(dòng)側(cè)頭第三節(jié)壓力式氣電傳感器自學(xué)第一節(jié)氣動(dòng)測量的原理一、氣動(dòng)測量原理分類1、壓力式氣動(dòng)測量原理

2、流量式氣動(dòng)測量原理壓力式氣電傳感器流量式氣電傳感器二、壓力式氣動(dòng)測量原理②①③④⑤⑥pgpc1、管道2、進(jìn)氣噴嘴3、壓力表4、氣室5、測量噴嘴6、工件ZPg—工作壓力；Pc—測量壓力；a—流量系數(shù)；d—測量噴嘴直徑；d1—進(jìn)氣噴嘴直徑；第十章其他傳感器一、振弦式傳感器---弦樂器和樂鼓改變弦的粗細(xì)和長度，或改變鼓皮的張緊度和厚度，就可改變它們的發(fā)聲頻率。諧振式傳感器顧名思義，傳感器的敏感元件是一根張緊的金屬絲，稱為振弦。在電激勵(lì)下，振弦按其固有頻率振動(dòng)。改變振弦的張力F，可以得到不同的振動(dòng)頻率f，即張力與諧振頻率成單值函數(shù)關(guān)系。對已定傳感器：（一）、工作原理（二）、振弦式傳感器的應(yīng)用※振弦式混凝土表面應(yīng)變計(jì)運(yùn)用：測量混凝土表面的應(yīng)變，主要設(shè)計(jì)用于安裝到混凝土結(jié)構(gòu)上，如:混凝土結(jié)構(gòu)、樁；梁；橋；錨筋；隧洞襯砌；吊索。在混凝土結(jié)構(gòu)上以及使用區(qū)間有限的部位僅需一個(gè)小截面即可安裝。2、振弦式沉降儀運(yùn)用：用于測量和控制縱向運(yùn)動(dòng)，水壩和河堤沉降；建筑地基和儲(chǔ)油罐的沉降和隆起；海填埋的施工控制；橋墩和橋拱座的沉降；掩埋場的監(jiān)測；(一)、超聲波物理基礎(chǔ)頻率高于20kHz的機(jī)械振動(dòng)波稱為超聲波。它的指向性很好，能量集中，因此穿透本領(lǐng)大，能穿透幾米厚的鋼板，而能量損失不大。在遇到兩種介質(zhì)的分界面（例如鋼板與空氣的交界面）時(shí)，能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象。表面波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于橫波與縱波之間，沿著表面?zhèn)鞑サ牟?。表面波隨深度增加衰減很快。表面波振動(dòng)軌跡是橢圓型，在固體表面?zhèn)鞑ァ?二)、超聲波發(fā)生器原理壓電晶體：壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)電致伸縮效應(yīng)_y逆壓電效應(yīng)在壓電材料切片上施加交變電壓，使它產(chǎn)生電致伸縮振動(dòng)，而產(chǎn)生超聲波，如圖所示。當(dāng)外加交變電壓頻率等于晶片的固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振，這時(shí)產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)?！舱駢弘娦?yīng)換能器可以產(chǎn)生幾十千赫茲到幾十兆赫茲的高頻超聲波。壓電材料的固有頻率：(三)、超聲波接收器原理在超聲波技術(shù)中，除了需要能產(chǎn)生超聲波的發(fā)生器以外，還需要能接收超聲波的接收器。一般的超聲波接收器是利用超聲波發(fā)生器的逆效應(yīng)而進(jìn)行工作的。壓電式超聲波接收器是利用正壓電效應(yīng)進(jìn)行工作的。它的結(jié)構(gòu)和超聲波發(fā)生器基本相同，有時(shí)就用同一個(gè)換能器兼做發(fā)生器和接收器兩種用途。壓電晶體測量電路超聲波為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器，或超聲波探頭。1、超聲波測距原理：超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波脈沖在介質(zhì)中傳到相介面經(jīng)過反射后，再反回到接收探頭。Δ超聲波探頭2、超聲波探頭材料常用的材料：壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭。工作原理：利用壓電材料的壓電效應(yīng)。逆壓電效應(yīng)將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，以產(chǎn)生超聲波，可做為發(fā)射探頭。利用正壓電效應(yīng)則將接收的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可作為接收探頭?？諝獬曁筋^以空氣為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭。錐形共振盤：提高發(fā)生效率；阻抗匹配器：提高接受效率。a）

超聲發(fā)射器b）超聲接收器

1—外殼2—金屬絲網(wǎng)罩3—錐形共振盤4—壓電晶片5—引腳6—阻抗匹配器7—超聲波束(四)應(yīng)用1、超聲波流量計(jì)F1發(fā)射的超聲波先到達(dá)T1在t1、t2時(shí)間內(nèi)，分別對頻率為f0的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，記得脈沖數(shù)為N1、N2：同學(xué)們是否注意：當(dāng)一輛汽車響著喇叭從你身邊疾駛而過時(shí)，喇叭的音調(diào)會(huì)由高變低，好像汽車駛來的時(shí)候唱著音符“1”，離開的時(shí)候就唱音符“7”了。2、超聲波多普勒測量車速1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了類似的現(xiàn)象，他經(jīng)過認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源和觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化，并且做出了解釋，人們把這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。

交通警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲