第6章位移及速度檢測(cè)

1、第6章 位移及速度檢測(cè)n位移及速度是位移及速度是描述物體運(yùn)動(dòng)的量，可將其稱(chēng)為描述物體運(yùn)動(dòng)的量，可將其稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)量。運(yùn)動(dòng)量。n運(yùn)動(dòng)量是最基本的量，運(yùn)動(dòng)量測(cè)量是最基本、運(yùn)動(dòng)量是最基本的量，運(yùn)動(dòng)量測(cè)量是最基本、最常見(jiàn)的測(cè)量，它是許多物理量，如力、壓力、最常見(jiàn)的測(cè)量，它是許多物理量，如力、壓力、振動(dòng)等測(cè)量的前提。振動(dòng)等測(cè)量的前提。n位移分線位移和角位移。位移分線位移和角位移。n速度分線速度和角速度。速度分線速度和角速度。按位移結(jié)果分按位移結(jié)果分:將位移轉(zhuǎn)化為模擬量；將位移轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；將位移轉(zhuǎn)化為模擬量；將位移轉(zhuǎn)化為數(shù)字量；按位移大小分按位移大小分:微小位移檢測(cè)；小位移檢測(cè)；大位移檢測(cè)；微小位移檢測(cè)；小

2、位移檢測(cè)；大位移檢測(cè)；6.1 電感式傳感器n電感式傳感器電感式傳感器是利用被測(cè)量的變化引起線圈自是利用被測(cè)量的變化引起線圈自感或互感系數(shù)的變化，導(dǎo)致線圈電感量改變來(lái)感或互感系數(shù)的變化，導(dǎo)致線圈電感量改變來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。n電感式傳感器的工作基礎(chǔ)：電感式傳感器的工作基礎(chǔ)：電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律6.1.1 電感式傳感器的工作原理及分類(lèi)n電感式傳感器亦可稱(chēng)為電感式傳感器亦可稱(chēng)為自感式傳感器自感式傳感器或或可變磁可變磁阻式傳感器阻式傳感器。n傳感器由傳感器由線圈、鐵芯和銜鐵線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。鐵芯三部分組成。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料制成。和銜鐵由導(dǎo)磁材料制成。S1l1L1W23l21線

3、圈 ；2鐵 芯 (定 鐵 芯 )；3銜 鐵 (動(dòng) 鐵 芯 )S26.1.1 電感式傳感器的工作原理及分類(lèi)n工作原理：工作原理：鐵芯和銜鐵鐵芯和銜鐵之間有氣隙，傳感器的之間有氣隙，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚當(dāng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度度發(fā)生改變，引起磁發(fā)生改變，引起磁路中路中磁阻變化磁阻變化，從而導(dǎo)，從而導(dǎo)致電感致電感線圈的電感值變線圈的電感值變化化，因此只要能測(cè)出這，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小確定銜鐵位移量的大小和方向。和方向。S1l1L1W23l21線 圈 ；2鐵 芯 (定 鐵 芯 )；3銜 鐵 (動(dòng) 鐵

4、芯 )S2線圈中的電感為：線圈中的電感為：根據(jù)磁路歐姆定律：根據(jù)磁路歐姆定律：合并兩式可得：合并兩式可得：NLIImNIR2mNLR6.1.1 電感式傳感器的工作原理及分類(lèi)n上式中, Rm為磁路總磁阻。氣隙很小，可以認(rèn)為氣隙中的磁場(chǎng)是均勻的。 若忽略磁路磁損， 則磁路總磁阻為 n通常氣隙磁阻遠(yuǎn)大于鐵芯和銜鐵的磁阻， 即 121122002mllRSSA002mRAS1l1L1W23l21線 圈 ；2鐵 芯 (定 鐵 芯 )；3銜 鐵 (動(dòng) 鐵 芯 )S26.1.1 電感式傳感器的工作原理及分類(lèi)n將以上各式聯(lián)立，即得到：將以上各式聯(lián)立，即得到：n上式表明：當(dāng)線圈匝數(shù)為常數(shù)時(shí)，電感上式表明：當(dāng)線圈

5、匝數(shù)為常數(shù)時(shí)，電感L僅僅僅僅是磁路中磁阻是磁路中磁阻Rm的函數(shù)，改變的函數(shù)，改變或或A0均可導(dǎo)致均可導(dǎo)致電感變化。電感變化。n變磁阻式傳感器可分為變磁阻式傳感器可分為變氣隙厚度變氣隙厚度(變間隙式變間隙式)的傳感器和的傳感器和變氣隙截面積變氣隙截面積A0的傳感器以及的傳感器以及 同時(shí)改變同時(shí)改變和和A0的電感傳感器的電感傳感器(螺管式螺管式)。22002mNANLR6.1.1 電感式傳感器的工作原理及分類(lèi)n電感式傳感器的分類(lèi)：電感式傳感器電感式傳感器自感型自感型互感型互感型變面積型電感傳感器螺線管型電感傳感器變間隙型電感傳感器6.1.2 電感式傳感器的輸出特性n當(dāng)銜鐵處于當(dāng)銜鐵處于初始位置初始

6、位置時(shí)，初時(shí)，初始電感量為始電感量為n當(dāng)銜鐵當(dāng)銜鐵上移上移時(shí)，傳感器氣時(shí)，傳感器氣隙減小隙減小，即，即=0-， 則則此時(shí)輸出電感為此時(shí)輸出電感為200002NAL20000002()1NALLLL 一、變氣隙型電感傳感器一、變氣隙型電感傳感器6.1.2 電感式傳感器的輸出特性n當(dāng)當(dāng)/020R，R非線性誤差小于非線性誤差小于1.5%）6.3.3 電位器傳感器結(jié)構(gòu)1.1.電阻絲：電阻絲：對(duì)電阻絲的要求是：電阻系數(shù)大，溫度對(duì)電阻絲的要求是：電阻系數(shù)大，溫度系數(shù)小，對(duì)銅的熱電勢(shì)應(yīng)盡可能小，常用材料有：系數(shù)小，對(duì)銅的熱電勢(shì)應(yīng)盡可能小，常用材料有：銅鎳合金類(lèi)、銅錳合金類(lèi)、鎳鉻絲等。銅鎳合金類(lèi)、銅錳合金類(lèi)、

7、鎳鉻絲等。2.2.骨架：骨架：對(duì)骨架材料要求形狀穩(wěn)定表面絕緣電阻高，對(duì)骨架材料要求形狀穩(wěn)定表面絕緣電阻高，有較好的散熱能力。常用的有陶瓷、酚醛樹(shù)脂和有較好的散熱能力。常用的有陶瓷、酚醛樹(shù)脂和工程塑料等。工程塑料等。3.3.電刷：電刷：電刷與電阻絲材料應(yīng)配合恰當(dāng)、接觸電勢(shì)電刷與電阻絲材料應(yīng)配合恰當(dāng)、接觸電勢(shì)小，并有一定的接觸壓力。這能使噪聲降低。小，并有一定的接觸壓力。這能使噪聲降低。 6.3.4 6.3.4 電位計(jì)式位移傳感器電位計(jì)式位移傳感器nYHDYHD型電位計(jì)式位移傳感器的結(jié)構(gòu)如圖。型電位計(jì)式位移傳感器的結(jié)構(gòu)如圖。 n測(cè)量軸測(cè)量軸1 1與被測(cè)物體接觸，當(dāng)有位移輸入與被測(cè)物體接觸，當(dāng)有位移

8、輸入時(shí)，測(cè)量從軸便沿導(dǎo)軌時(shí)，測(cè)量從軸便沿導(dǎo)軌5 5運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)電刷電刷3 3移動(dòng)。移動(dòng)。6.5 光柵位移測(cè)試 n光柵式位移傳感器，也稱(chēng)計(jì)量光柵，主要用于長(zhǎng)光柵式位移傳感器，也稱(chēng)計(jì)量光柵，主要用于長(zhǎng)度和角度的精密測(cè)量。度和角度的精密測(cè)量。 6.5.1 6.5.1 光柵的基本結(jié)構(gòu)光柵的基本結(jié)構(gòu)一、光柵：一、光柵：光柵是在透光柵是在透明的玻璃上刻有大量平明的玻璃上刻有大量平行等寬等距的刻線構(gòu)成行等寬等距的刻線構(gòu)成的，結(jié)構(gòu)如圖。的，結(jié)構(gòu)如圖。 1.柵線：平行等距的刻線柵線：平行等距的刻線 2.光柵柵距光柵柵距(光柵節(jié)距或光柵常數(shù)光柵節(jié)距或光柵常數(shù))：d=a+b6.5 6.5 光柵位移測(cè)

9、試光柵位移測(cè)試二、光柵的分類(lèi)二、光柵的分類(lèi) 光柵按其用途分長(zhǎng)光柵和圓光柵兩類(lèi)。計(jì)量光光柵按其用途分長(zhǎng)光柵和圓光柵兩類(lèi)。計(jì)量光柵分類(lèi)見(jiàn)圖。柵分類(lèi)見(jiàn)圖。 6.5.2 6.5.2 光柵傳感器的工作原理光柵傳感器的工作原理一、光柵傳感器的組成一、光柵傳感器的組成 光柵傳感器的組成如圖所示。光柵傳感器由光柵傳感器的組成如圖所示。光柵傳感器由光柵、光路、光電元件和轉(zhuǎn)換電路等組成。指示光柵、光路、光電元件和轉(zhuǎn)換電路等組成。指示光柵應(yīng)置于主光柵的費(fèi)涅耳第一焦面上，其間的光柵應(yīng)置于主光柵的費(fèi)涅耳第一焦面上，其間的距離為：距離為： 2Wd W為柵距；為柵距；為波長(zhǎng)為波長(zhǎng)二、莫爾條紋二、莫爾條紋1.1.莫爾條紋：莫

10、爾條紋：光柵式傳感器的基本工作原理是利用光柵式傳感器的基本工作原理是利用光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。莫爾條紋如光柵的莫爾條紋現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。莫爾條紋如圖所示。圖所示。 在刻線重合處，光從縫隙透過(guò)形成亮帶；在在刻線重合處，光從縫隙透過(guò)形成亮帶；在刻線錯(cuò)開(kāi)的地方，形成黑帶?？叹€錯(cuò)開(kāi)的地方，形成黑帶。6.5.2 光柵傳感器的工作原理光柵傳感器的工作原理 2.2.莫爾條紋的特征莫爾條紋的特征 (1) (1) 運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系：莫爾條紋的移動(dòng)量和移動(dòng)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)關(guān)系：莫爾條紋的移動(dòng)量和移動(dòng)方向與主光柵相對(duì)于指示光柵的位移量和方向有方向與主光柵相對(duì)于指示光柵的位移量和方向有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖所示。嚴(yán)格的對(duì)

11、應(yīng)關(guān)系。如圖所示。 6.5.2 光柵傳感器的工作原理光柵傳感器的工作原理 (2)(2)減小誤差：莫爾條紋對(duì)光柵的刻線誤差有平均減小誤差：莫爾條紋對(duì)光柵的刻線誤差有平均作用，能在很大程度上消除柵距局部誤差和短周作用，能在很大程度上消除柵距局部誤差和短周期誤差影響。期誤差影響。 (3)(3)位移放大：莫爾條紋的間距隨著光柵線紋交角位移放大：莫爾條紋的間距隨著光柵線紋交角而改變，其關(guān)系如下：而改變，其關(guān)系如下： 從上式可知，從上式可知，越小，條紋間距越小，條紋間距B B將變得越大，將變得越大，莫爾條紋有放大作用，其放大倍數(shù)為：莫爾條紋有放大作用，其放大倍數(shù)為： 6.5.2 光柵傳感器的工作原理光柵傳

12、感器的工作原理三、光柵的信號(hào)輸出三、光柵的信號(hào)輸出 主光柵移動(dòng)一個(gè)柵距主光柵移動(dòng)一個(gè)柵距W，莫爾條紋變化一，莫爾條紋變化一個(gè)周期，莫爾條紋的變化近似為正弦波形，可個(gè)周期，莫爾條紋的變化近似為正弦波形，可看成是在一個(gè)直流分量上的疊加，即：看成是在一個(gè)直流分量上的疊加，即：6.5.2 光柵傳感器的工作原理光柵傳感器的工作原理x主光柵與指示光柵間瞬時(shí)位移主光柵與指示光柵間瞬時(shí)位移6.6 碼盤(pán)式傳感器n碼盤(pán)又稱(chēng)角數(shù)字編碼器，是將碼盤(pán)又稱(chēng)角數(shù)字編碼器，是將機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬量（位移）轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表模擬量（位移）轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表示的電信號(hào)的傳感器。示的電信號(hào)的傳感器。n碼盤(pán)式傳感器是以

13、編碼器為基礎(chǔ)的，它是碼盤(pán)式傳感器是以編碼器為基礎(chǔ)的，它是測(cè)量軸角位置和位移的方法之一。測(cè)量軸角位置和位移的方法之一。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度和分辨力高，抗干擾能力測(cè)量精度和分辨力高，抗干擾能力強(qiáng)，能避免在讀標(biāo)尺和曲線圖時(shí)產(chǎn)生的人強(qiáng)，能避免在讀標(biāo)尺和曲線圖時(shí)產(chǎn)生的人為誤差，便于用計(jì)算機(jī)處理。為誤差，便于用計(jì)算機(jī)處理。6.6 碼盤(pán)式傳感器n編碼器的種類(lèi)很多，編碼器的種類(lèi)很多， 主要分為脈沖盤(pán)式（增主要分為脈沖盤(pán)式（增量編碼器）和碼盤(pán)式編碼器（絕對(duì)編碼器），量編碼器）和碼盤(pán)式編碼器（絕對(duì)編碼器），其關(guān)系如下所示：其關(guān)系如下所示：編碼器編碼器 脈沖盤(pán)式編碼器脈沖盤(pán)式編碼器(增量編碼器增量編碼器) 碼盤(pán)式

14、編碼器碼盤(pán)式編碼器(絕對(duì)編碼器絕對(duì)編碼器) 接觸式編碼器接觸式編碼器 電磁式編碼器電磁式編碼器 光電式編碼器光電式編碼器 6.6.1 增量式編碼器n增量式編碼器的輸出是一系列脈沖，需要一個(gè)增量式編碼器的輸出是一系列脈沖，需要一個(gè)計(jì)數(shù)系統(tǒng)對(duì)脈沖進(jìn)行加減計(jì)數(shù)系統(tǒng)對(duì)脈沖進(jìn)行加減(正向或反向旋轉(zhuǎn)時(shí)正向或反向旋轉(zhuǎn)時(shí))累計(jì)計(jì)數(shù)，一般還需要一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)即零位基累計(jì)計(jì)數(shù)，一般還需要一個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)即零位基準(zhǔn)，才能完成角位移測(cè)量。準(zhǔn)，才能完成角位移測(cè)量。增量式編碼器的結(jié)構(gòu)圖光源碼盤(pán)光電元件Z 零位脈沖A 增量脈沖B辨向脈沖6.6.1 增量式編碼器n圖中的信號(hào)圖中的信號(hào)A和和B是相位差是相位差90度的方波。若度的方波

15、。若A相相超前于超前于B相，對(duì)應(yīng)工作軸正向旋轉(zhuǎn)；若相，對(duì)應(yīng)工作軸正向旋轉(zhuǎn)；若B相超相超前于前于A相，對(duì)應(yīng)工作軸反向旋轉(zhuǎn)。若以該方波相，對(duì)應(yīng)工作軸反向旋轉(zhuǎn)。若以該方波的前沿或后沿產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，可形成代表正向的前沿或后沿產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，可形成代表正向角位移和反向角位移的脈沖序列。角位移和反向角位移的脈沖序列。n每當(dāng)工作軸旋轉(zhuǎn)一周，光電元件就產(chǎn)生一個(gè)每當(dāng)工作軸旋轉(zhuǎn)一周，光電元件就產(chǎn)生一個(gè)Z Z相一轉(zhuǎn)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)。相一轉(zhuǎn)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)。增量式編碼器的結(jié)構(gòu)圖光源碼盤(pán)光電元件Z 零位脈沖A 增量脈沖B辨向脈沖6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n用光電方法把被測(cè)角位移轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表示用光電方法把被測(cè)

16、角位移轉(zhuǎn)換成以數(shù)字代碼形式表示的電信號(hào)的傳感器。的電信號(hào)的傳感器。n光電碼盤(pán)式傳感器主要由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的編碼圓盤(pán)光電碼盤(pán)式傳感器主要由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的編碼圓盤(pán)(碼盤(pán)碼盤(pán))、狹縫以及安裝在圓盤(pán)兩邊的光源、柱面鏡和、狹縫以及安裝在圓盤(pán)兩邊的光源、柱面鏡和光敏元件組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示。光敏元件組成。基本結(jié)構(gòu)如圖所示。一、二進(jìn)制碼盤(pán)一、二進(jìn)制碼盤(pán) 如圖所示是一個(gè)四如圖所示是一個(gè)四位二進(jìn)制碼盤(pán)，涂黑位二進(jìn)制碼盤(pán)，涂黑部分輸出為部分輸出為 0 0，空白，空白部分輸出為部分輸出為 1 1。共。共 4 4圈碼道，從內(nèi)到外依圈碼道，從內(nèi)到外依次為次為C C4 4、C C3 3、C C2 2、C C1 1碼碼

17、道。道。6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n如圖所示的如圖所示的4位二進(jìn)制碼盤(pán)，最內(nèi)圈位二進(jìn)制碼盤(pán)，最內(nèi)圈碼盤(pán)一半透光，碼盤(pán)一半透光， 一半不透光，最外一半不透光，最外圈一共分成圈一共分成24=16個(gè)黑白間隔。每一個(gè)黑白間隔。每一個(gè)角度方位對(duì)應(yīng)于不同的編碼。個(gè)角度方位對(duì)應(yīng)于不同的編碼。n例如零位例如零位a對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于0000（全黑）；第（全黑）；第7個(gè)方位個(gè)方位h對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于0111。這樣在測(cè)量。這樣在測(cè)量時(shí)，只要根據(jù)碼盤(pán)的起始和終止位置，時(shí)，只要根據(jù)碼盤(pán)的起始和終止位置，就可以確定角位移，而與轉(zhuǎn)動(dòng)的中間就可以確定角位移，而與轉(zhuǎn)動(dòng)的中間過(guò)程無(wú)關(guān)。一個(gè)過(guò)

18、程無(wú)關(guān)。一個(gè)n位二進(jìn)制碼盤(pán)的最位二進(jìn)制碼盤(pán)的最小分辨率，即能分辨的角度為小分辨率，即能分辨的角度為=360/2n，一個(gè)，一個(gè)4位二進(jìn)制碼盤(pán)，位二進(jìn)制碼盤(pán)， 其最小分辨的角度其最小分辨的角度=22.5。n二進(jìn)制碼盤(pán)的特點(diǎn)為：二進(jìn)制碼盤(pán)的特點(diǎn)為： 1. n1. n位的二進(jìn)制碼盤(pán)具有位的二進(jìn)制碼盤(pán)具有2n種不同編碼，其容量為種不同編碼，其容量為2n，分辨角度為：分辨角度為： 2.2.二進(jìn)碼為有權(quán)碼，編碼二進(jìn)碼為有權(quán)碼，編碼Cn Cn-1C1 Cn Cn-1C1 對(duì)應(yīng)于零位算對(duì)應(yīng)于零位算起的轉(zhuǎn)角為起的轉(zhuǎn)角為: : 6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n二進(jìn)制碼盤(pán)的誤差：二進(jìn)制碼盤(pán)的誤差： 原因：原因

19、：信號(hào)檢測(cè)元件不同步或碼道制作中不信號(hào)檢測(cè)元件不同步或碼道制作中不 精確。精確。 誤差：誤差：由于刻劃誤差等原因，由于刻劃誤差等原因， 某一較高位提前或某一較高位提前或 延后改變，就會(huì)造成粗誤差延后改變，就會(huì)造成粗誤差(非單值性誤差非單值性誤差)。6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)h位置時(shí)，若碼道位置時(shí)，若碼道C4黑區(qū)做得太短，黑區(qū)做得太短，就會(huì)誤讀為就會(huì)誤讀為1111。i位置時(shí)，若碼道位置時(shí)，若碼道C4黑區(qū)做得太長(zhǎng)，黑區(qū)做得太長(zhǎng)，就會(huì)誤讀為就會(huì)誤讀為0000。6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n為了消除粗誤差，可用循環(huán)碼代替二進(jìn)制碼。為了消除粗誤差，可用循環(huán)碼代替二進(jìn)制碼。循環(huán)碼是一

20、種無(wú)權(quán)碼，從任何數(shù)變到相鄰數(shù)循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼，從任何數(shù)變到相鄰數(shù)時(shí)，僅有一位數(shù)碼發(fā)生變化。如果任一碼道時(shí)，僅有一位數(shù)碼發(fā)生變化。如果任一碼道刻劃有誤差，只要誤差不太大，且只可能有刻劃有誤差，只要誤差不太大，且只可能有一個(gè)碼道出現(xiàn)讀數(shù)誤差，產(chǎn)生的誤差最多只一個(gè)碼道出現(xiàn)讀數(shù)誤差，產(chǎn)生的誤差最多只是最低的一位數(shù)。是最低的一位數(shù)。二、循環(huán)碼碼盤(pán)二、循環(huán)碼碼盤(pán) 圖是一個(gè)四位的循環(huán)碼盤(pán)，圖是一個(gè)四位的循環(huán)碼盤(pán)，表表6.6.26.6.2 是十進(jìn)制是十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)及四位循環(huán)碼的對(duì)照表。數(shù)、二進(jìn)制數(shù)及四位循環(huán)碼的對(duì)照表。二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成循環(huán)二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成循環(huán)碼的碼的規(guī)則規(guī)則是：二進(jìn)制是：二進(jìn)制碼與碼與其本身

21、右移一位其本身右移一位后并舍去末位的數(shù)碼后并舍去末位的數(shù)碼作不進(jìn)位加法得循環(huán)作不進(jìn)位加法得循環(huán)碼。碼。6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)表表6.6.2n若若R R表示循環(huán)碼，表示循環(huán)碼，C C為二進(jìn)制碼，則：為二進(jìn)制碼，則：n循環(huán)碼變成二進(jìn)制碼的關(guān)系式為：循環(huán)碼變成二進(jìn)制碼的關(guān)系式為： 6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換電路如圖。二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換電路如圖。 6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)n二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換電路如圖。二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換電路如圖。6.6.2 碼盤(pán)式傳感器(光電碼盤(pán)式)6.6.3 光電碼盤(pán)的

22、應(yīng)用n增量編碼器除直接用于測(cè)量相對(duì)角位移外，常增量編碼器除直接用于測(cè)量相對(duì)角位移外，常用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。最簡(jiǎn)單的方法就是在給用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。最簡(jiǎn)單的方法就是在給定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)編碼器的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)編碼器的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，它所測(cè)量的是平均轉(zhuǎn)速。它所測(cè)量的是平均轉(zhuǎn)速。6.6.3 光電碼盤(pán)的應(yīng)用n在某些場(chǎng)合，用旋轉(zhuǎn)式光電增量編碼器來(lái)測(cè)在某些場(chǎng)合，用旋轉(zhuǎn)式光電增量編碼器來(lái)測(cè)量線位是一種有效的方法。這時(shí)，須利用一量線位是一種有效的方法。這時(shí)，須利用一套機(jī)械裝置把線位移轉(zhuǎn)換成角位移。測(cè)量系套機(jī)械裝置把線位移轉(zhuǎn)換成角位移。測(cè)量系統(tǒng)的精度將主要取決于機(jī)械裝置的精度。統(tǒng)的精度將主要

23、取決于機(jī)械裝置的精度。6.6.3 光電碼盤(pán)的應(yīng)用6.7.1 激光式傳感器1.定義定義 由于激光器、光學(xué)零件和光電器件所構(gòu)成的激光測(cè)量裝置能將被測(cè)量(如長(zhǎng)度、流量、速度等)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。因此廣義上也可將激光測(cè)量裝置稱(chēng)為激光傳感器。2.激光的特性激光的特性(1)方向性強(qiáng)(2)單色性好(3)亮度高(4)相干性好3.激光干涉?zhèn)鞲衅鳒y(cè)長(zhǎng)原理激光干涉?zhèn)鞲衅鳒y(cè)長(zhǎng)原理 測(cè)長(zhǎng)的基本公式 n空氣折射率 真空中光波波長(zhǎng) N干涉條紋明暗變化的數(shù)目 nNx2006.8 磁電感應(yīng)式速度傳感器 n磁電感應(yīng)式傳感器也稱(chēng)為感應(yīng)式傳感器或電動(dòng)式磁電感應(yīng)式傳感器也稱(chēng)為感應(yīng)式傳感器或電動(dòng)式傳感器。傳感器。n磁電感應(yīng)式傳感器是利用電磁

24、感應(yīng)原理（磁電感應(yīng)式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理（導(dǎo)體和導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)），將輸入運(yùn)），將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)輸出的傳感器。動(dòng)速度變換成感應(yīng)電勢(shì)輸出的傳感器。n把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào)（機(jī)（機(jī)-電能量變換型傳感器）。電能量變換型傳感器）。n具有雙向轉(zhuǎn)換特性，利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力具有雙向轉(zhuǎn)換特性，利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力（矩）發(fā)生器和電磁激振器等。（矩）發(fā)生器和電磁激振器等。6.8.1 6.8.1 傳感器工作原理及測(cè)量電路傳感器工作原理及測(cè)量電路一、磁電感應(yīng)式傳感器工作原理一、磁電感應(yīng)

25、式傳感器工作原理n根據(jù)電磁感應(yīng)定律根據(jù)電磁感應(yīng)定律,當(dāng)當(dāng)N匝線圈在均恒磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)匝線圈在均恒磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí),設(shè)穿過(guò)線圈的磁通為設(shè)穿過(guò)線圈的磁通為,則線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢(shì)則線圈內(nèi)的感應(yīng)電勢(shì)e與磁通變化率有如下關(guān)系與磁通變化率有如下關(guān)系:n導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁場(chǎng)：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁場(chǎng)： e = Blv deNdt n磁電感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。磁電感應(yīng)式傳感器的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。 6.8.1 傳感器工作原理及測(cè)量電路1線圈；線圈；2運(yùn)動(dòng)部分；運(yùn)動(dòng)部分；3永久磁鐵永久磁鐵6.8.1 傳感器工作原理及測(cè)量電路n線圈在磁場(chǎng)中作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)為：線圈在磁場(chǎng)中作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)為：n線圈

26、在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為：n綜上可知，磁電傳感器可用來(lái)測(cè)定線速度和角速度。綜上可知，磁電傳感器可用來(lái)測(cè)定線速度和角速度。 sin( )sindeNBANBAdt二、磁電感應(yīng)式傳感器測(cè)量電路二、磁電感應(yīng)式傳感器測(cè)量電路 位移、速度和加速度測(cè)量電路如圖所示。位移、速度和加速度測(cè)量電路如圖所示。 開(kāi)關(guān)置開(kāi)關(guān)置2 2，測(cè)速度，置，測(cè)速度，置1 1，接積分裝置，輸出為，接積分裝置，輸出為位移，置位移，置3 3，接微分環(huán)節(jié)，輸出為加速度。，接微分環(huán)節(jié)，輸出為加速度。6.8.1 傳感器工作原理及測(cè)量電路6.8.2 電感應(yīng)式傳感器的靈敏度Kn直線運(yùn)動(dòng)的磁電感應(yīng)式傳感器

27、，其靈敏度為：直線運(yùn)動(dòng)的磁電感應(yīng)式傳感器，其靈敏度為：n旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磁電感應(yīng)式傳感器，其靈敏度為：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磁電感應(yīng)式傳感器，其靈敏度為： eKNBlvn可見(jiàn)，要提高系統(tǒng)靈敏度，總是希望增加線圈匝數(shù)可見(jiàn)，要提高系統(tǒng)靈敏度，總是希望增加線圈匝數(shù)N N和導(dǎo)線長(zhǎng)度。但必須注意：線圈電阻和負(fù)載電阻的和導(dǎo)線長(zhǎng)度。但必須注意：線圈電阻和負(fù)載電阻的匹配；線圈的發(fā)熱和溫度影響（耗散功率）。匹配；線圈的發(fā)熱和溫度影響（耗散功率）。eKNBA6.8.3 磁電式速度傳感器一、相對(duì)速度傳感器一、相對(duì)速度傳感器 n圖為國(guó)產(chǎn)圖為國(guó)產(chǎn)CDCD2 2型磁電式相對(duì)速度傳感器的結(jié)型磁電式相對(duì)速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。構(gòu)示意圖。 n磁

28、鋼磁鋼5 5通過(guò)殼體通過(guò)殼體3 3構(gòu)成磁構(gòu)成磁回路，線圈回路，線圈4 4置于磁回置于磁回路的氣隙中，當(dāng)被測(cè)物路的氣隙中，當(dāng)被測(cè)物體振動(dòng)通過(guò)頂桿體振動(dòng)通過(guò)頂桿1 1使線使線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，因切割磁力圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，因切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的大小與被測(cè)物電動(dòng)勢(shì)的大小與被測(cè)物體之間的相對(duì)振動(dòng)速度體之間的相對(duì)振動(dòng)速度成正比。成正比。二二 、絕對(duì)速度傳感器、絕對(duì)速度傳感器n國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)CDCD1 1型磁電式絕對(duì)速度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)型磁電式絕對(duì)速度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程由圖所示。程由圖所示。 n當(dāng)傳感器的殼體與被測(cè)物體當(dāng)傳感器的殼體與被測(cè)物體一起振動(dòng)時(shí)，如振動(dòng)的頻率一起振動(dòng)時(shí)，如振動(dòng)的

29、頻率較大，由于芯桿組件的質(zhì)量較大，由于芯桿組件的質(zhì)量較大，故慣性大，可以阻礙較大，故慣性大，可以阻礙芯桿與殼體一起振動(dòng)，可以芯桿與殼體一起振動(dòng)，可以認(rèn)為只有殼體隨被測(cè)物體一認(rèn)為只有殼體隨被測(cè)物體一起振動(dòng)。這時(shí)，線圈以物體起振動(dòng)。這時(shí)，線圈以物體的振動(dòng)速度切割磁力線，產(chǎn)的振動(dòng)速度切割磁力線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。生電動(dòng)勢(shì)。6.8.3 磁電式速度傳感器6.9 光電效應(yīng)及光電器件 n光電傳感器是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件將光能轉(zhuǎn)換成光電傳感器是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件將光能轉(zhuǎn)換成電能的傳感器。電能的傳感器。 6.9.1 6.9.1 外光電效應(yīng)及器件外光電效應(yīng)及器件 在光的作用下使電子逸出物體表面的現(xiàn)象在光的作用下使電子逸出物體

30、表面的現(xiàn)象稱(chēng)為外光電效應(yīng)。光電管和光電倍增管。稱(chēng)為外光電效應(yīng)。光電管和光電倍增管。一、光電管及其特性一、光電管及其特性 真空光電管的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示。真空光電管的結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示。1. 1. 伏安特性伏安特性 入射光一定時(shí)，陽(yáng)極電流與陽(yáng)極電壓之間的關(guān)入射光一定時(shí)，陽(yáng)極電流與陽(yáng)極電壓之間的關(guān)系稱(chēng)為系稱(chēng)為伏安特性。伏安特性。n當(dāng)陰極發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極電流便很當(dāng)陰極發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極電流便很穩(wěn)定，稱(chēng)為飽和狀態(tài)。穩(wěn)定，稱(chēng)為飽和狀態(tài)。6.9.1 6.9.1 外光電效應(yīng)及器件外光電效應(yīng)及器件2.2.光電特性光電特性 陽(yáng)極和陰極之間所加電壓一定時(shí)，光通量與光陽(yáng)極和陰極之間

31、所加電壓一定時(shí)，光通量與光電流之間的關(guān)系稱(chēng)為光電特性。電流之間的關(guān)系稱(chēng)為光電特性。 3.3.光譜特性光譜特性 光電管對(duì)光譜的選擇性稱(chēng)為光譜特性。光電管對(duì)光譜的選擇性稱(chēng)為光譜特性。 光電特性光譜特性6.9.1 外光電效應(yīng)及器件二、光電倍增管二、光電倍增管圖為光電倍增管的工作原理圖。圖為光電倍增管的工作原理圖。 n具有一定能量的電子轟擊倍增極，便產(chǎn)生二具有一定能量的電子轟擊倍增極，便產(chǎn)生二次電子。最后到達(dá)陽(yáng)極，并輸出電壓脈沖。次電子。最后到達(dá)陽(yáng)極，并輸出電壓脈沖。6.9.1 外 光電效應(yīng)及器件 n在光線作用下使物體的電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻，光導(dǎo)管等。 一、光敏電阻的工作原理及

32、結(jié)構(gòu)圖為光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)。 n有些半導(dǎo)體在黑暗的環(huán)境下，有些半導(dǎo)體在黑暗的環(huán)境下，電阻很高，當(dāng)有光線照射時(shí)，電阻很高，當(dāng)有光線照射時(shí)，如光子能量大于本征半導(dǎo)體如光子能量大于本征半導(dǎo)體禁帶寬度，則禁帶中的電子禁帶寬度，則禁帶中的電子吸收一個(gè)光子后就足以躍遷吸收一個(gè)光子后就足以躍遷禁帶，激發(fā)出電子空穴對(duì)，禁帶，激發(fā)出電子空穴對(duì)，從而加強(qiáng)導(dǎo)電性。從而加強(qiáng)導(dǎo)電性。6.9.2 6.9.2 內(nèi)光電效應(yīng)及器件內(nèi)光電效應(yīng)及器件 二、光敏電阻的主要參數(shù)二、光敏電阻的主要參數(shù) 1. 1. 暗電阻和暗電流暗電阻和暗電流 2. 2. 亮電阻和亮電流亮電阻和亮電流 3. 3. 光電流光電流三、光敏電阻的基本特性三、光

33、敏電阻的基本特性 1. 1. 光敏電阻的伏安特性光敏電阻的伏安特性 光敏電阻的兩端所加光敏電阻的兩端所加電壓和電流的關(guān)系曲稱(chēng)電壓和電流的關(guān)系曲稱(chēng)為光敏電阻的伏安特性。為光敏電阻的伏安特性。 6.9.2 內(nèi)光電效應(yīng)及器件 2.2.光敏電阻的光照特性光敏電阻的光照特性 光敏電阻光電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線，稱(chēng)為光敏電阻的光照特光敏電阻光電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線，稱(chēng)為光敏電阻的光照特性。性。 3.3.光敏電阻的光譜特性光敏電阻的光譜特性 對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光，光敏電阻相對(duì)靈敏度不同。各種不同對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光，光敏電阻相對(duì)靈敏度不同。各種不同材料的光譜特性曲線如圖所示。材料的光譜特性曲線如圖所示。 n光敏電阻的

34、光照特性n光敏電阻的光譜特性6.9.2 內(nèi)光電效應(yīng)及器件 n阻擋層光電效應(yīng)是在光線作用下使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光電池、光敏晶體管。 一、 光電池及特性 1. 結(jié)構(gòu)及原理硅光電池的結(jié)構(gòu)和 工作原理如圖所示。 nP型區(qū)表面吸收的光子越多，激發(fā)的電子空穴對(duì)越多。越向內(nèi)部電子空穴對(duì)越少，由于濃度差，便會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散，空穴是p區(qū)的多子，電子是N區(qū)的多子，便在p區(qū)形成正電荷，N區(qū)形成負(fù)電荷。6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)及器件 n2. 光電池的基本特性 (1)光電池的光譜特性 圖所示曲線為硒光電池和硅光電池的光 譜特性曲線，即相對(duì)靈敏度Kr和入射光波長(zhǎng)之間的關(guān)系曲線。 n可見(jiàn)不同材料的光電池的光譜峰值

35、位置是不同的，故在實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)光源性質(zhì)選擇光電池。6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)及器件 (2)光電池的光照特性 圖為硅光電池的光照特性曲線。二、光敏晶體管及特性 1.光敏晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理 光敏二極管的符號(hào)及接線法如圖所示。 n開(kāi)路電壓與光照度非線性，而短路電流則與光照度成線性即應(yīng)該把光電池當(dāng)成電流源使用。6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)及器件 n光敏三極管有PNP型和NPN型兩種，它比光敏二極管具有更高的靈敏度。其符號(hào)如圖所示。 6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)及器件 n2. 光敏晶體管的基本特性 (1) 光敏晶體管的光譜特性見(jiàn)圖。 (2) 光敏晶體管的伏安特性曲線見(jiàn)圖。 6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)

36、及器件 n(3) 光敏晶體管的光照特性曲線見(jiàn)圖。6.9.3 阻擋層光電效應(yīng)及器件 一、一、 工作原理工作原理光電式轉(zhuǎn)速計(jì)是利用光電效應(yīng)原理制成的。 6.9.4 光電式轉(zhuǎn)速計(jì) n光電管構(gòu)成的轉(zhuǎn)速計(jì)分反射型和直射型兩種。 n反射型光電式轉(zhuǎn)速計(jì)反射型光電式轉(zhuǎn)速計(jì)n光源1發(fā)射的光線經(jīng)透鏡2成為平行光，照射到模片3上。部分透射部分反射，經(jīng)聚光鏡4聚成一點(diǎn)，照射在黑白相間的光柵上，黑色吸收白色反射，再透過(guò)模片聚在光電元件上，形成光脈沖使光電管產(chǎn)生相應(yīng)電脈沖。n直射型光電式轉(zhuǎn)速計(jì)直射型光電式轉(zhuǎn)速計(jì) 被測(cè)軸1上裝有帶孔的圓盤(pán)2，圓盤(pán)的一端設(shè)置光源3，另一邊設(shè)置光電管4，圓盤(pán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，光電管就輸出一系列與轉(zhuǎn)速及

37、圓盤(pán)上的孔數(shù)成正比的電脈沖。6.9.4 光電式轉(zhuǎn)速計(jì) 6.9.4 光電式轉(zhuǎn)速計(jì)二、測(cè)量電路二、測(cè)量電路 光電式轉(zhuǎn)速計(jì)一般應(yīng)用光敏電阻、光敏電池和光敏晶體管三類(lèi)光光電式轉(zhuǎn)速計(jì)一般應(yīng)用光敏電阻、光敏電池和光敏晶體管三類(lèi)光電器件作傳感元件，相應(yīng)的基本測(cè)量電路如下圖所示，其中晶體管都電器件作傳感元件，相應(yīng)的基本測(cè)量電路如下圖所示，其中晶體管都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 光敏電阻可以通過(guò)較大電流，故在一般情況下，可直接把光光敏電阻可以通過(guò)較大電流，故在一般情況下，可直接把光敏電阻看成具有電阻突變特性的電位計(jì)，組成電位計(jì)式測(cè)量電路，敏電阻看成具有電阻突變特性的電位計(jì)，組成電位計(jì)式測(cè)量電路，而無(wú)須采用

38、放大器，如圖中而無(wú)須采用放大器，如圖中(a)所示。所示。 6.9.4 光電式轉(zhuǎn)速計(jì)光電式轉(zhuǎn)速計(jì)二、測(cè)量電路二、測(cè)量電路 在要求有較大功率輸出時(shí)，則可采用圖在要求有較大功率輸出時(shí)，則可采用圖(b)所示電路。當(dāng)無(wú)光照所示電路。當(dāng)無(wú)光照射，光敏電阻呈現(xiàn)極高的電阻，晶體管飽和導(dǎo)通，射，光敏電阻呈現(xiàn)極高的電阻，晶體管飽和導(dǎo)通，u0為低電位，反之，為低電位，反之，u0為高電平。為高電平。 采用光敏電池作傳感元件時(shí)，即使在強(qiáng)光照射下，光敏電池輸出采用光敏電池作傳感元件時(shí)，即使在強(qiáng)光照射下，光敏電池輸出電壓也僅有電壓也僅有0.6 V，不足以使晶體管飽和導(dǎo)通，故需對(duì)光敏電池兩端，不足以使晶體管飽和導(dǎo)通，故需對(duì)光

39、敏電池兩端施加正向偏壓，如圖施加正向偏壓，如圖(c)所示。當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，光敏電池?zé)o電壓輸出，所示。當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，光敏電池?zé)o電壓輸出，電壓電壓U經(jīng)電阻分壓調(diào)整到使晶體管成截止?fàn)顟B(tài)，經(jīng)電阻分壓調(diào)整到使晶體管成截止?fàn)顟B(tài)，u0輸出高電平。當(dāng)有輸出高電平。當(dāng)有光照射時(shí)，光敏電池輸出電壓加上由電壓光照射時(shí)，光敏電池輸出電壓加上由電壓U獲得的分壓能足以使晶體獲得的分壓能足以使晶體管飽和導(dǎo)通，此時(shí)管飽和導(dǎo)通，此時(shí)u0輸出為低電平。輸出為低電平。 采用光敏晶體管作傳感元件時(shí)，電路如圖采用光敏晶體管作傳感元件時(shí)，電路如圖(d)所示，當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，所示，當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，光敏晶體管截止，晶體管基極處于正向偏置而飽和導(dǎo)通

40、，光敏晶體管截止，晶體管基極處于正向偏置而飽和導(dǎo)通，u0輸出低電輸出低電平；當(dāng)有光照射時(shí)，光敏晶體管導(dǎo)通，晶體管基極處于較低電位，由平；當(dāng)有光照射時(shí)，光敏晶體管導(dǎo)通，晶體管基極處于較低電位，由原來(lái)的導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，原來(lái)的導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，u0輸出高電平。輸出高電平。 由上述分析可知，由上述分析可知，u0電位的高低與光照的有無(wú)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)量電位的高低與光照的有無(wú)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)量電路可以把光脈沖變?yōu)殡娒}沖，當(dāng)光束（光脈沖）來(lái)自被測(cè)轉(zhuǎn)軸時(shí)，電路可以把光脈沖變?yōu)殡娒}沖，當(dāng)光束（光脈沖）來(lái)自被測(cè)轉(zhuǎn)軸時(shí)，便可根據(jù)電脈沖的多少計(jì)算出被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。便可根據(jù)電脈沖的多少計(jì)算出被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。紅外線

41、吸收式氣敏傳感器 紅外線吸收式氣敏傳感器是應(yīng)用氣體對(duì)紅外線的吸收原紅外線吸收式氣敏傳感器是應(yīng)用氣體對(duì)紅外線的吸收原理而制成的，具有精度高、選擇性好、氣敏濃度范圍寬等特理而制成的，具有精度高、選擇性好、氣敏濃度范圍寬等特點(diǎn)。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，可用于測(cè)量爐氣點(diǎn)。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，可用于測(cè)量爐氣或煙氣或煙氣SO2、CO2、CO等大氣的含量。等大氣的含量。紅外線及其特征紅外線及其特征 紅外線是一種電磁波，它的波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光和無(wú)線電波紅外線是一種電磁波，它的波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光和無(wú)線電波之間之間, ,紅外線在可見(jiàn)光紅光的外面而得到名。紅外線在可見(jiàn)光紅光的外面而得到名。 所有高于

42、絕對(duì)零度所有高于絕對(duì)零度(-273.15)的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。紅外線感應(yīng)器是通過(guò)紅外線反射原理，當(dāng)人體的某一線。紅外線感應(yīng)器是通過(guò)紅外線反射原理，當(dāng)人體的某一部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人部分在紅外線區(qū)域內(nèi)，紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線由于人體摭擋反射到紅外線接收管，通過(guò)集成線路將信號(hào)發(fā)送給體摭擋反射到紅外線接收管，通過(guò)集成線路將信號(hào)發(fā)送給脈沖電磁閥，電磁閥接受信號(hào)后按指定的指令控制閥芯。脈沖電磁閥，電磁閥接受信號(hào)后按指定的指令控制閥芯。 紅外線吸收式氣敏傳感器 紅外線及其特征紅外線及其特征 紅外線氣體分析儀主要是利用紅外線氣體分析儀主要是利用1 125

43、m 之間的一段光波。之間的一段光波。紅外線具有以下兩個(gè)特征：紅外線具有以下兩個(gè)特征：(1)由于各種物質(zhì)的分子本身都有一個(gè)特定的振動(dòng)頻率，只有由于各種物質(zhì)的分子本身都有一個(gè)特定的振動(dòng)頻率，只有在紅外光譜的頻率與分子本身的頻率相一致時(shí)，這種分子在紅外光譜的頻率與分子本身的頻率相一致時(shí)，這種分子才能才能吸收紅外光譜輻射能。所以，各種氣體或液體并不是吸收紅外光譜輻射能。所以，各種氣體或液體并不是 對(duì)紅外光譜范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的輻射能都具有吸收能力，而對(duì)紅外光譜范圍內(nèi)所有波長(zhǎng)的輻射能都具有吸收能力，而是有選擇性的，即不同的分子混合物只能吸收某一波長(zhǎng)范是有選擇性的，即不同的分子混合物只能吸收某一波長(zhǎng)范圍或幾個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外輻射能。圍或幾個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紅外輻射能。紅外線吸收式氣敏傳感器紅外線及其特征紅外線及其特征(2)(2)當(dāng)紅外線作用于物質(zhì)時(shí)，紅外線的輻射能被物質(zhì)所吸收，并當(dāng)紅外線作用于物質(zhì)時(shí)，紅外線的輻射能被物質(zhì)所吸收，并轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。氣體在吸收紅外輻射能后，使氣體轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。氣體在吸收紅外輻射能后，使氣體的溫度升高