模塊小位移檢測(cè)上

機(jī)、電類

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)項(xiàng)目教程》

模塊九、小位移檢測(cè)課件

統(tǒng)一書號(hào)：ISBN978-7-111-48817-0

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2015年2月第1版（作者：梁森、黃杭美、王明霄、王侃夫）12/29/20231模塊九、小位移檢測(cè)內(nèi)容簡(jiǎn)介簡(jiǎn)要介紹“位移檢測(cè)的基本概念”、“電感式小位移傳感器”、“渦流式小位移傳感器”、“接近開關(guān)”等知識(shí)，對(duì)軸承滾柱直徑的檢測(cè)及分選也作了介紹。現(xiàn)在時(shí)間是：23:1812/29/20232模塊九、小位移檢測(cè)（上）目錄進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入知識(shí)鏈接位移檢測(cè)的基本概念項(xiàng)目一、電感式小位移傳感器項(xiàng)目二、渦流式小位移傳感器項(xiàng)目三、接近開關(guān)拓展閱讀軸承滾柱直徑的檢測(cè)及分選現(xiàn)在時(shí)間是：23:1812/29/20233知識(shí)鏈接小位移檢測(cè)的基本概念位移是表示物體位置變化的物理量。可分為：直線位移檢測(cè)和角位移檢測(cè)。直線位移是指質(zhì)點(diǎn)由初位置到末位置的有向線段。大小與路徑無關(guān)，方向由起點(diǎn)指向終點(diǎn)（屬于矢量）。直線位移的單位為米（m），此外還有毫米（mm）、千米（km）等。角位移是描述物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)位置變化的物理量。通常是指：任意一線段（或平面）由原始位置到新位置轉(zhuǎn)過的角度。單位為弧度（rad），此外還有度（o）、分（′）、秒（″）等。1rad=360o/(2π)。12/29/20234位移的分類位移傳感器按輸出信號(hào)的類型可分為模擬式位移傳感器和數(shù)字式位移傳感器兩類。小位移檢測(cè)的范圍大都小于200mm?？捎茫弘姼惺?、渦流式、霍爾式、激光式、光纖式以及納米式等傳感器來檢測(cè)。大多數(shù)小位移傳感器屬于模擬式位移傳感器。工件尺寸的變化可以轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的變化。例如，工件的長(zhǎng)度、厚度、高度、距離、物位、角度、表面粗糙度等。大位移檢測(cè)范圍可達(dá)100m，具體方法見模塊十。大多數(shù)大位移傳感器屬于數(shù)字式位移傳感器。12/29/20235表9-1常用小位移傳感器的分類及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)型式測(cè)量原理量程/mm分辨力/μm特點(diǎn)電位器式歐姆定律0.1~200100結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)較大；分辨力不高，接觸“噪聲”大，易磨損，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差差動(dòng)電感式自感、互感10-3~200.1分辨力高；有零點(diǎn)殘余電壓，動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢渦流式渦流效應(yīng)1~105結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非接觸式測(cè)量；線性差，靈敏度易受被測(cè)對(duì)象材質(zhì)的影響電容變氣隙式靜電電容效應(yīng)10-3~11非接觸式測(cè)量，分辨力高；線性差霍爾式霍爾效應(yīng)0.01~2050非接觸式測(cè)量，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出信號(hào)大；溫漂大，需要磁路系統(tǒng)納米式量子隧道效應(yīng)10-6~10-310-4能檢測(cè)極微小位移；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重復(fù)性較低；主要用于科學(xué)研究12/29/20236電感傳感器的基本工作原理演示F220V準(zhǔn)備工作12/29/20239電感傳感器的基本工作原理演示電感線圈的氣隙減小，電感變大，流過線圈的電流變小。F12/29/202310自感式電感傳感器常見的形式

圖9-2電感式位移傳感器的結(jié)構(gòu)a）變氣隙式

b）變面積式

c）螺線管式1－線圈2－鐵心3－銜鐵

4－測(cè)桿5－導(dǎo)軌6－工件7－轉(zhuǎn)軸12/29/20231112/29/2023121.變氣隙電感式傳感器

當(dāng)鐵心的氣隙較大時(shí)，磁路的磁阻Rm也較大，線圈的電感L及感抗XL較小，所以電流I較大。當(dāng)鐵心閉合時(shí)，氣隙δ變小，磁阻變小，

電感L變大，電流I減小。

12/29/202313減小鐵心與銜鐵之間的有效投影面積，在較小的范圍內(nèi)，電感成比例減小。變氣隙電感式傳感器的特性近似雙曲線變面積式電感傳感器的理論特性為線性AA1－繞組2－鐵心3－銜鐵12/29/2023142.變面積電感式傳感器也稱“變截面式”電感傳感器。必須保持氣隙δ固定不變，電感L是銜鐵與固定鐵心之間的有效投影截面積A的函數(shù)。銜鐵上下移動(dòng)，導(dǎo)致銜鐵與鐵心的有效投影面積變大，電感也變大。A有效投影面積12/29/202315電感傳感器的輸出特性圖9-3電感式位移傳感器的特性曲線a）L-δ特性曲線b）L-A特性曲線1－實(shí)際輸出特性2－理想輸出特性12/29/2023163.螺線管式電感傳感器螺線管是具有多重卷繞的導(dǎo)線，卷繞內(nèi)部可以是空心的，或者有一個(gè)磁芯。當(dāng)有電流通過導(dǎo)線時(shí)，螺線管中間部位會(huì)產(chǎn)生比較均勻的磁場(chǎng)。作為傳感器，螺線管電感傳感器的主要元器件是一只螺線管和一根可移動(dòng)的圓柱形銜鐵。銜鐵插入繞組后，將引起螺線管內(nèi)部的磁阻的減小，電感隨插入的深度而增大。L空心螺線管x12/29/202317螺線管式電感傳感器的線性區(qū)對(duì)于長(zhǎng)螺線管（l>>r），當(dāng)銜鐵工作在螺線管接近中部位置時(shí)，可以認(rèn)為繞組內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度是均勻的，此時(shí)繞組的電感量L與銜鐵插入深度大致成正比。螺線管越長(zhǎng)，線性區(qū)就越大。螺線管式電感傳感器的線性區(qū)約為螺線管長(zhǎng)度的1/10。測(cè)桿應(yīng)選用非導(dǎo)磁材料，電導(dǎo)率也應(yīng)盡量小，以減小鐵磁損耗和渦流損耗。例：采用螺線管電感傳感器測(cè)量直徑為100mm的工件是否合格，被測(cè)工件的最大允許誤差為±1.5mm，求：應(yīng)選長(zhǎng)度大于多少毫米的螺線管？解

ΔD=2×1.5mm=3mm，則螺線管長(zhǎng)度為：l>3mm×10倍=30mm（不包括外殼）。12/29/202318電感傳感器的靈敏度1－繞組

3－可動(dòng)銜鐵

4－測(cè)桿6－被測(cè)工件采取以下措施可以提高電感靈敏度：①在繞組不致過熱的情況下，可適當(dāng)提高勵(lì)磁電壓，但以不超過10V為宜；②激勵(lì)源電源頻率以(1～10)kHz為好。如果頻率太低，感抗較小，激勵(lì)電流較大；頻率太高，銜鐵的磁滯損耗加大，分布電容也將引起繞組的Q值下降；③選用導(dǎo)磁性能好、鐵損小、渦流損耗小的導(dǎo)磁材料作為銜鐵的材料，例如鐵氧體、非晶鐵磁材料等。12/29/202319當(dāng)銜鐵偏離中間位置時(shí)，兩個(gè)繞組的電感一個(gè)增加,一個(gè)減小,形成差動(dòng)形式。4.差動(dòng)電感傳感器a)變隙式差動(dòng)傳感器b)螺線管差動(dòng)傳感器1－上差動(dòng)繞組

2－鐵心

3－銜鐵

4－下差動(dòng)繞組

5－測(cè)桿6－工件7－基座圖9-4差動(dòng)電感式位移傳感器12/29/202320由于兩個(gè)繞組的結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，電磁吸力以及溫漂大部分相互抵消。差動(dòng)電感傳感器動(dòng)作演示差動(dòng)螺線管式差動(dòng)變隙式12/29/202321差動(dòng)式電感傳感器對(duì)外界影響，如溫度的變化、電源頻率的變化等基本上可以互相抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而減小了測(cè)量誤差。差動(dòng)式電感傳感器的特點(diǎn)線性度改善，靈敏度是非差動(dòng)的2倍。12/29/202322差動(dòng)電感傳感器的特性

圖9-5差動(dòng)線圈與單線圈變氣隙電感式位移傳感器的特性比較1－上繞組特性2－下繞組特性3－L1、L2差接后的特性從輸出/輸入特性曲線圖可以看出，與非差動(dòng)電感傳感器相比較，差動(dòng)式電感傳感器的特性曲線的斜率變大，靈敏度提高；輸出曲線變直，線性度改善。12/29/2023235.電感傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路圖9-6差動(dòng)電感式傳感器的交流電橋電路1－銜鐵的位移曲線2－激勵(lì)源波形12/29/2023245.電感傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路圖9-6（續(xù)）3－交流電橋的輸出波形4－普通檢波后的直流平均值5－相敏檢波后的直流平均值t0－銜鐵上下位移到達(dá)差動(dòng)螺線管繞組中間位置的時(shí)刻e0－零點(diǎn)殘余電壓的瞬時(shí)值E0－零點(diǎn)殘余電壓的平均值12/29/202325采用相敏檢波電路的必要性檢波：將交變信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流平均值。檢波電路的作用是將電感的變化轉(zhuǎn)換成直流電壓或電流，以便用儀表指示出來。但若僅采用電橋電路配以普通的檢波電路，則只能判別位移的大小，卻無法判別輸出電壓的相位和位移的方向。如果在輸出電壓送到指示儀前，經(jīng)過一個(gè)能判別相位的檢波電路，則不但可以反映幅值（位移的大小），還可以反映輸出電壓的相位（位移的方向）。這種檢波電路稱為相敏檢波電路。12/29/202326普通的整流電路及波形只能得到單一方向的直流電，不能反映被整流信號(hào)的相位。全波整流后,正負(fù)半周均變?yōu)檎妷簷z波用于信號(hào)轉(zhuǎn)換；整流用于功率轉(zhuǎn)換。12/29/202327一種典型的相敏檢波電路（有集成模塊）參考電壓UR起相敏開關(guān)電路作用，并能克服檢波二極管死區(qū)電壓對(duì)小信號(hào)檢波的影響。12/29/202328相敏檢波電路的輸出波形比較第1根信號(hào)波形為傳感器輸出電壓us的波形，由被測(cè)物的低頻振動(dòng)所調(diào)制；第2根為參考電壓UR的波形，（大于被測(cè)信號(hào)10倍以上）；第3根為相敏檢波后的低頻振動(dòng)波形（解調(diào)信號(hào))。12/29/202329相敏檢波輸出特性與非相敏檢波比較圖9-7不同檢波方式的輸出特性曲線a）普通檢波

b）相敏檢波1－理想特性曲線2－實(shí)際特性曲線E0－零點(diǎn)殘余電壓

Δx0－位移的不靈敏區(qū)具有中央零位的指示儀表12/29/202330實(shí)測(cè)得到的

相敏檢波電路的特性曲線

通過調(diào)零電路，可使輸出曲線平移到原點(diǎn)的上下。銜鐵位移時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線麻點(diǎn)是微小的干擾（也稱為噪聲）“之”字形曲線是正向與反向的“遲滯特性”12/29/202331二、差動(dòng)變壓器式位移傳感器

復(fù)習(xí)電工知識(shí)：全波整流電路中用到的“單相變壓器”有一個(gè)一次繞組，有兩個(gè)二次繞組。當(dāng)一次線圈加上交流激磁電壓Ui后，將在兩個(gè)二次線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2a、E2b。在全波整流電路中，兩個(gè)二次繞組正向串聯(lián)。12/29/202332普通的全波整流變壓器接線兩個(gè)二次側(cè)繞組同向串聯(lián)（第一個(gè)繞組的尾端與第二個(gè)繞組的首端相連），串聯(lián)后的輸出電壓等于兩個(gè)繞組電壓之和。12/29/202333普通整流用的變壓器的兩個(gè)二次繞組N21、N22的有關(guān)端點(diǎn)按全波整流電路的連接（頭尾連接）Uo10V10V=20V接地12/29/202334差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理

差動(dòng)變壓器是把被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次繞組間的互感量M的變化的裝置。由于兩個(gè)二次線圈采用差動(dòng)接法，故稱為差動(dòng)變壓器。

目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式是螺線管式差動(dòng)變壓器。

12/29/202335差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)

在差動(dòng)變壓器的線框上繞有一個(gè)輸入繞組（稱一次繞組）；在同一線框的上端和下端再繞制兩個(gè)完全對(duì)稱的繞組（稱二次線圈），它們反向串聯(lián)（輸出電壓相互抵消），組成差動(dòng)輸出形式。圖中標(biāo)有黑點(diǎn)的一端稱為同名端，通俗的說法是指繞組的“頭”。12/29/202336差動(dòng)變壓器式傳感器的等效電路及接線

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩個(gè)二次繞組反向串聯(lián)，組成差動(dòng)輸出形式。

請(qǐng)將二次繞組N21、N22的有關(guān)端點(diǎn)正確地連接起來，并指出哪兩個(gè)為輸出端點(diǎn)。差動(dòng)接法的輸出電壓為uo=u21-u2212/29/202337差動(dòng)變壓器的輸出波形.12/29/202338差動(dòng)變壓器的輸出特性1－理想輸出特性2－非相敏檢波實(shí)際輸出特性

3－相敏檢波實(shí)際輸出特性Δx0－位移的不靈敏區(qū)圖9-10差動(dòng)變壓器的三種狀態(tài)(放大圖見后頁)12/29/202339差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理分析

1）當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，M1=M2=M0，所以u(píng)o=0。2）當(dāng)銜鐵偏離中間位置向左移動(dòng)時(shí)，N1與N21之間的互感量M1減小，所以u(píng)21減小；與此同時(shí)，N1與N22之間的互感量M2增大，u22增大，uo不再為零，輸出電壓與激勵(lì)源反相。3）當(dāng)銜鐵偏離中間位置向右移動(dòng)時(shí)，輸出電壓與激勵(lì)源同相。與差動(dòng)電感相似的原理，必須用相敏檢波電路才能判斷銜鐵位移的方向。放大圖12/29/2023402．主要性能差動(dòng)變壓器的靈敏度一般可達(dá)10mV/(mm?V)，行程越小，靈敏度越高。為了提高靈敏度，勵(lì)磁電壓不超過10V為宜。電源頻率以1~10kHz為好。差動(dòng)變壓器線性范圍約為線圈骨架長(zhǎng)度的1/10左右。例：欲測(cè)量Φ120mm2mm軸的直徑誤差，應(yīng)選擇線圈骨架長(zhǎng)度為多少的差動(dòng)變壓器（或電感傳感器）為宜？（注：Δx=4mm）解如果差動(dòng)變壓器的銜鐵已經(jīng)正確調(diào)零，處于傳感器線圈的中央位置，則輸出電壓與軸的長(zhǎng)度（Φ120mm）無關(guān)。僅與2mm軸的直徑誤差有關(guān)。傳感器的銜鐵的位移量大約為Δx=4mm，可以選擇線圈長(zhǎng)度為最大位移量的10倍的400mm的傳感器。12/29/2023413.差動(dòng)變壓器的差動(dòng)整流測(cè)量電路差動(dòng)變壓器的二次電壓u21、u22分別經(jīng)VD1～VD4、VD5～VD8組成的兩個(gè)普通橋式電路整流，變成直流電壓Ua0和Ub0。由于Uao與Ubo是反向串聯(lián)的，所以UC3=Uab=Ua0-Ub0。該電路是以兩個(gè)橋路整流后的直流電壓之差作為輸出,不涉及相位。RP是調(diào)零電位器。圖9-12差動(dòng)整流電路12/29/202342圖9-12差動(dòng)整流電路（續(xù)）12/29/202343工件直徑D增大，銜鐵上移時(shí)的輸出波形在第一象限

Ｃ3、Ｃ4和Ｒ3、Ｒ4組成低通濾波電路，其時(shí)間常數(shù)τ≥10T

（T為激勵(lì)源的周期）Ua0＞Ub0

,所以Uab＞0輸出直流電壓為正值12/29/202344工件直徑D減小時(shí)，

銜鐵下移時(shí)的輸出波形在第四象限,可以從輸出電壓的正負(fù)值來判斷銜鐵位移的方向。當(dāng)差動(dòng)變壓器采用差動(dòng)整流測(cè)量電路時(shí),應(yīng)恰當(dāng)設(shè)置二次繞組的電壓,使在銜鐵最大位移時(shí),仍然能大于二極管的死區(qū)電壓（0.5V）的10倍,才能克服二極管的正向非線性的影響,減小測(cè)量誤差。Ua0＜Ub0,所以Uab＜

0輸出直流電壓為負(fù)值12/29/202345差動(dòng)整流的特點(diǎn)電路是以兩個(gè)橋路整流后的直流電壓之差作為輸出的，所以稱為差動(dòng)整流電路。它不但可以反映位移的大?。妷旱姆担€可以反映位移的方向。圖9-12中的RP是用來微調(diào)電路平衡的，VD1~VD4、VD5~VD8組成普通橋式整流電路，Ｃ3、Ｃ4、Ｒ3、Ｒ4組成低通濾波電路，Ａ1及Ｒ21、Ｒ22、Ｒf、Ｒ23組成差動(dòng)減法放大器，用于克服a、b兩點(diǎn)的對(duì)地共模電壓。

12/29/202346線性差動(dòng)變壓器（LVDT）隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，目前已能將差動(dòng)整流電路中的激勵(lì)源、相敏或差動(dòng)整流電路、信號(hào)放大電路、溫度補(bǔ)償電路等做成厚膜電路，裝入差動(dòng)變壓器的外殼（靠近電纜引出部位）內(nèi)。輸出信號(hào)可設(shè)計(jì)成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的1～5V或4～20mA，這種型式的差動(dòng)變壓器稱為線性差動(dòng)變壓器。12/29/202347任務(wù)二電感式位移傳感器測(cè)量小位移一、電感式測(cè)微器軸向式電感測(cè)微器的外形

高可靠性航空插頭耐磨紅寶石測(cè)頭12/29/202348其他電感測(cè)微器a）測(cè)微器結(jié)構(gòu)（見后頁）b)模擬指針式測(cè)微儀外形

c）數(shù)字式測(cè)微儀外形

d）測(cè)微器在工件直徑測(cè)量中的使用1－引線電纜2－固定磁筒3－銜鐵4－線圈5－恢復(fù)彈簧

6－防轉(zhuǎn)銷7－鋼球?qū)к墸ㄖ本€軸承）8－測(cè)桿9－密封套10－測(cè)端11－被測(cè)工件12－基準(zhǔn)面12/29/202349電感測(cè)微器放大圖12/29/202350表9-2DX1數(shù)顯電感式測(cè)微儀的

主要技術(shù)指標(biāo)模擬式檔位第一檔第二檔第三檔第四檔第五檔測(cè)量范圍/μm±3±10±30±100±300分辨力/μm0.10.51510示值誤差/μm≤±0.06≤±0.25≤±0.5≤±2.5≤±5長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性/μm·(4h)-1≤0.1（±3μm檔，預(yù)熱15min）溫度特性≤1個(gè)字每10℃輸出電壓/V滿量程DC±5電源/VAC220±10％，50Hz12/29/202351模擬式及

數(shù)字式

電感測(cè)微儀

比較12/29/202352軸向式電感測(cè)微器特性量程±3μm時(shí)的絕對(duì)誤差：0.1μm長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性：≤0.1μm/4h（預(yù)熱15min后，±3μm檔。）溫度特性：≤1分度值/10℃電源電壓：17V～25V的范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)示值的影響≤1/7滿度值。12/29/202353差動(dòng)變壓器式厚度測(cè)量原理12/29/202354差動(dòng)變壓器式布匹張力控制當(dāng)卷取輥轉(zhuǎn)動(dòng)太快時(shí)，布料的張力將增大，導(dǎo)致張力輥向上位移，使差動(dòng)變壓器的銜鐵不再處于中間位置。N21與N1之間的互感量M1減小，N22與N1的互感量M2增大，因此U21減小，U22增大，經(jīng)差動(dòng)整流之后，Uo2為負(fù)值，去控制伺服電動(dòng)機(jī)，使它的轉(zhuǎn)速變慢，從而使張力恒定。12/29/202355差動(dòng)變壓器式布匹張力控制（放大圖）12/29/202356二、電感式不圓度計(jì)采用旁向式電感測(cè)微頭12/29/202357電感式不圓度測(cè)試系統(tǒng)旁向式電感測(cè)微頭12/29/202358電感式不圓度測(cè)量系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)盤測(cè)量頭圖9-14

12/29/202359不圓度測(cè)量顯示和打印圖12/29/202360三、電感傳感器式工件截面輪廓儀旁向式電感測(cè)微頭12/29/202361工件或管型產(chǎn)品的管壁厚度的測(cè)量12/29/202362皮帶厚度的測(cè)量（雙傳感器疊加法）上下傳感器的位移量相加，可以克服皮帶的自然下垂以及松緊程度引起的誤差。12/29/202363圖9-15電感式工件表面輪廓測(cè)量?jī)x原理圖12/29/202364圖9-15電感式工件表面輪廓測(cè)量波形圖12/29/202365納米掃描隧道電極一根鎢絲探針慢慢地通過被分析的材料。針尖極為尖銳（僅由一個(gè)原子組成）。一個(gè)定量的電荷被逐次放置在探針上。電流從探針流出，通過材料的表面，到達(dá)底層。由于材料的輪廓高度不同，流過探針的電流量也有所不同，便極其細(xì)致地探出材料表面的輪廓。12/29/202366項(xiàng)目二渦流式小位移傳感器【項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)】?知識(shí)目標(biāo)了解位移傳感器的標(biāo)定方法。?技能目標(biāo)掌握渦流式小位移傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理?；啬夸洭F(xiàn)在時(shí)間是：23:1812/29/202367任務(wù)一渦流式位移傳感器測(cè)量小位移一、軸向位移的監(jiān)測(cè)圖9-16汽輪機(jī)主軸軸向位移的監(jiān)測(cè)1－旋轉(zhuǎn)設(shè)備（汽輪機(jī)）2－主軸3－剛性聯(lián)軸器

4－渦流式位移傳感器探頭5－夾緊螺母6－渦流式傳感器支架7－發(fā)電機(jī)8－基座12/29/202368汽輪機(jī)主軸軸向位移的監(jiān)測(cè)原理在汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，將渦流式位移傳感器探頭安裝在基座上，探頭的端面被調(diào)整到距離聯(lián)軸器端面2mm的位置，再調(diào)節(jié)二次儀表使示值為零，并設(shè)置二次儀表的報(bào)警值。當(dāng)汽輪機(jī)啟動(dòng)后，由于軸向推力導(dǎo)致聯(lián)軸器端面與傳感器端面的距離減小，二次儀表的輸出電壓從零開始增大。若位移量達(dá)到危險(xiǎn)值（例如：0.9mm）時(shí)，二次儀表發(fā)出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)位移量達(dá)到1.2mm時(shí)，發(fā)出停機(jī)信號(hào)，以避免葉片摩擦、碰撞事故的發(fā)生。12/29/202369二、轉(zhuǎn)速測(cè)量做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的單位是轉(zhuǎn)每秒（r/s），或轉(zhuǎn)每分（r/min）。12/29/202370渦流式轉(zhuǎn)速測(cè)量方法若旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)軸上有z個(gè)槽（或齒），微處理器計(jì)算得到的輸入脈沖頻率為f（單位為Hz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）為：n=60f/z

（9-3）a）帶有凹槽的轉(zhuǎn)軸及輸出波形

b）帶有凸起的轉(zhuǎn)軸及輸出波形圖9-171－傳感器2－被測(cè)物12/29/202371例9-1用圖9-17b(z改為12)中的渦流式位移傳感器測(cè)得脈沖的周期T=20ms，求：轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n為多少轉(zhuǎn)每分鐘？解f=1/T=1/0.02s=50Hz。n=60f/z=60(50/12)r/min=250r/min。12/29/202372任務(wù)二渦流式位移傳感器的靜態(tài)標(biāo)定一、傳感器標(biāo)定的概念1．傳感器的靜態(tài)標(biāo)定與動(dòng)態(tài)標(biāo)定通過靜態(tài)標(biāo)定可以獲取傳感器的靜態(tài)模型，并研究和分析其靜態(tài)特性；動(dòng)態(tài)標(biāo)定：建立傳感器動(dòng)態(tài)模型，過程比靜態(tài)標(biāo)定的過程復(fù)雜得多。必須進(jìn)行快速、逐點(diǎn)測(cè)量。靜態(tài)標(biāo)定主要作用是：①確定儀器或測(cè)量系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系，賦予傳感器分度值；②確定儀器或測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)；③減小系統(tǒng)誤差。靜態(tài)標(biāo)定必須在傳感器的若干個(gè)輸入點(diǎn)（至少為：零點(diǎn)0，25%，50%。75%，滿量程等）進(jìn)行，檢驗(yàn)被標(biāo)定傳感器是否在允許的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)。12/29/202373靜態(tài)標(biāo)定的場(chǎng)合與方法2．需要進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定的場(chǎng)合①新產(chǎn)品試制時(shí)；②傳感器定型生產(chǎn)前；③改變傳感器的生產(chǎn)工藝后；④傳感器在重要場(chǎng)合使用一段時(shí)間，到達(dá)設(shè)定的周期后。3．靜態(tài)標(biāo)定的基本方法標(biāo)定設(shè)備的綜合準(zhǔn)確度應(yīng)比被標(biāo)定的傳感器等級(jí)高出一個(gè)（或以上）等級(jí)。首先應(yīng)對(duì)標(biāo)定的傳感器進(jìn)行振動(dòng)和循環(huán)升溫、降溫老化處理。標(biāo)定系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)給定裝置、標(biāo)準(zhǔn)傳感器和被標(biāo)定傳感器，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。圖9-1812/29/202374二、渦流式位移傳感器的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)位移給定裝置可根據(jù)被標(biāo)定傳感器的準(zhǔn)確度高低，選用以下儀表來進(jìn)行標(biāo)定：激光測(cè)長(zhǎng)儀、萬能光學(xué)測(cè)長(zhǎng)儀、阿貝比較儀、千分表、千分尺等。動(dòng)態(tài)標(biāo)定需要使用機(jī)械振動(dòng)臺(tái)或液壓振動(dòng)臺(tái)。指示儀器通常用高速數(shù)字電壓表、示波器或其他動(dòng)態(tài)記錄設(shè)備。渦流式位移傳感器的靜態(tài)標(biāo)定環(huán)境：靜態(tài)、室溫（20±2）℃、相對(duì)濕度應(yīng)小于85%、大氣壓為（760±60）mmHg。12/29/20237