傳感器的分類與原理PPT課件

1、-,1,傳感器的分類與原理介紹,-,2,目錄,1、傳感器的概念2、傳感器的分類3、傳感器的原理及組成4、公司涉及的傳感器5、傳感器的誤差與校準(zhǔn),-,3,1、傳感器的概念,傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。,-,4,機(jī)械系統(tǒng)中常見(jiàn)的物理量,幾何量長(zhǎng)度、角度、表面幾何形狀機(jī)械量振動(dòng)（速度、加速度、位移）、力、壓力、力矩、扭矩、功率、質(zhì)量、硬度熱工量溫度、溫度場(chǎng)、濕度、流量光學(xué)量照度

2、、光學(xué)參數(shù)（焦距、透光率）電磁量電壓、電流、電勢(shì)、磁場(chǎng)強(qiáng)度,-,5,測(cè)試技術(shù)的方法（以測(cè)力為例）,-,6,2、傳感器的分類,-,7,3、傳感器的原理及組成,-,8,3、傳感器的原理,傳感器感受被測(cè)物理量并把它變換為便于傳輸處理的電信號(hào)。它是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)試和自動(dòng)控制的首要的、關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。中間電路將傳感器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行再次變換、放大、衰減、濾波、調(diào)制和解調(diào)等，使它們成為便于顯示、記錄或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的信號(hào)。顯示與記錄器將中間變換與測(cè)量電路送來(lái)的電壓或電流信號(hào)不失真地顯示和記錄出來(lái)。驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生人為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，是被測(cè)對(duì)象處于人為的工作狀態(tài)下，把內(nèi)部特性表現(xiàn)得更明顯。標(biāo)定裝置產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)輸入以便用

3、實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)得到被測(cè)量與顯示記錄之間準(zhǔn)確地量的關(guān)系。,-,9,以測(cè)量汽車油箱中汽油液位的裝置為例,-,10,4、公司涉及的傳感器,4.1、壓力傳感器4.2、壓差液位計(jì)4.3、雷達(dá)液位計(jì)4.4、溫度傳感器4.5、流量計(jì)4.6、音叉開(kāi)關(guān),-,11,4.1、壓力傳感器,-,12,壓力傳感器的金屬膜片,工作壓力使膈膜密封膜片產(chǎn)生偏移，并通過(guò)填充液把壓力送到傳感器膜片上，該膜片產(chǎn)生的形變?cè)偻ㄟ^(guò)填充液把壓力傳送到電橋上，與壓力相關(guān)的橋路輸出電壓的變化被測(cè)量并進(jìn)一步處理。,-,13,壓力傳感器測(cè)液位的原理,-,14,溫度對(duì)于零點(diǎn)的影響,-,15,雙壓力測(cè)液位的測(cè)量原理,-,16,4.2、壓差液位計(jì),-,17

4、,D=CT/2式中：D雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離C光速T電磁波運(yùn)行時(shí)間因空罐的距離E已知，則物位L為：L=E-D,4.3、雷達(dá)液位計(jì),-,18,任何雷達(dá)物位計(jì)的測(cè)量都要求有足夠的反射信號(hào).以下因素將影響反射信號(hào)強(qiáng)度:,1)測(cè)量距離.距離越大,信號(hào)越弱2)表面狀態(tài).動(dòng)蕩不穩(wěn)定的表面將降低反射雷達(dá)波的強(qiáng)度.3)介電常數(shù).介電常數(shù)越大,反射越強(qiáng)大.4)泡沫.5)天線尺寸.天線尺寸越大,將得到越窄的雷達(dá)波束角和更集中的雷達(dá)波能量6)天線上的積垢灰塵.,雷達(dá)液位計(jì)精度影響因素,-,19,4.4、溫度傳感器,測(cè)量原理-TR10,鉑熱電阻鉑熱電阻的特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠,所以在溫度傳感器中得到了廣泛應(yīng)

5、用。按IEC標(biāo)準(zhǔn),鉑熱電阻的使用溫度范圍為-200+850。鉑熱電阻的特性方程為在-2000的溫度范圍內(nèi):Rt=R01+At+Bt2+Ct3(t-100)在0850的溫度范圍內(nèi):Rt=R0(1+At+Bt2),-,20,溫度傳感器安裝要求,-,21,4.5、流量計(jì),4.5.1、電磁流量計(jì)4.5.2、渦街流量計(jì)4.5.3、渦輪流量計(jì)4.5.4、質(zhì)量流量計(jì),-,22,4.5.1電磁式流量計(jì)Electromagneticflowmeter,測(cè)量原理當(dāng)導(dǎo)電流體流過(guò)磁極之間的絕緣管道時(shí)，相當(dāng)于長(zhǎng)度為管道內(nèi)徑的導(dǎo)體以流速v移動(dòng)切割磁力線，則在導(dǎo)電流體中必然會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，其大小為：,其中：K與磁場(chǎng)分布及軸向

6、長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù)；B磁感應(yīng)強(qiáng)度；V導(dǎo)電液體平均流速；D電極間距（測(cè)量管內(nèi)直徑）；,-,23,電動(dòng)勢(shì)E的方向?yàn)?，大小與流量成正比。在管道的電場(chǎng)E方向兩點(diǎn)加上電極（石墨等耐腐蝕材料），將電動(dòng)勢(shì)引出測(cè)量，就可以得到流速v，乘以管道截面積得流量（流量計(jì)上的微電腦芯片自動(dòng)計(jì)算顯示和上傳）：,-,24,電磁式流量計(jì)的使用優(yōu)點(diǎn)：不受其他因素影響，測(cè)量范圍寬，可測(cè)強(qiáng)腐蝕、含雜質(zhì)流體。無(wú)壓降損失。,電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu),-,25,安裝方式,-,26,4.5.2渦街式流量計(jì)Vortexstreetflowmeter,測(cè)量原理在流量計(jì)管道中，設(shè)一滯流件，流體流經(jīng)滯流件時(shí)，下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱的旋渦，在滯流件的側(cè)后方分開(kāi)，

7、形成卡門（Karman）旋渦列卡門渦街，旋渦產(chǎn)生的頻率f與流量計(jì)管道中流體流速的關(guān)系為：,滯流件,漩渦是低壓區(qū)，用壓電式傳感器檢測(cè)出壓力脈沖的頻率,d柱形滯流件的直徑（迎流寬度）s無(wú)量綱常數(shù)，稱為Strouhal數(shù)，與流體流動(dòng)狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。,-,27,風(fēng)大電線聲尖銳。汽車后面因卡門渦街而必須關(guān)窗。用壓電等傳感器測(cè)出漩渦的振動(dòng)，上傳給頻率電壓轉(zhuǎn)換電路。直接用微電腦計(jì)數(shù)，測(cè)頻率（不轉(zhuǎn)換）更準(zhǔn)確。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，阻力小、壽命長(zhǎng)。,對(duì)于一種固定的滯流件，卡門渦街得頻率與流速一一對(duì)應(yīng)，電腦用查表或解析算法就能算出流速v。,-,28,渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng),-,29,渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng),補(bǔ)償

8、測(cè)量點(diǎn)的安裝,冷熱介質(zhì)的保溫,-,30,4.5.3渦輪流量計(jì)TurbineFlowmeter,測(cè)量原理在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與平均流速成正比，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻。檢測(cè)線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性感應(yīng)電勢(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。TUF的實(shí)用流量方程為：qv=f/Kf流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；K流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。,-,31,渦輪流量計(jì)安裝注意事項(xiàng),1、對(duì)直管段的要求前5后32、介質(zhì)應(yīng)該滿管3、垂直安裝盡量水由下向上4、水流相對(duì)較穩(wěn)，無(wú)脈沖,-,32,4.5.4質(zhì)量流量計(jì),測(cè)量原理質(zhì)量流量計(jì)中的科里奧利力,-,33,-,34,質(zhì)量流量計(jì)的安裝方式,理想安裝方式,