機(jī)械傳感測(cè)試

機(jī)械傳感測(cè)試2023/6/191第一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感傳感器的基本工作原理演示F220V準(zhǔn)備工作2023/6/192第二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感傳感器的基本工作原理演示氣隙變小，電感變大，電流變小F2023/6/193第三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感傳感器的基本工作原理當(dāng)鐵心的氣隙較大時(shí)，磁路的磁阻Rm也較大，線圈的電感量L和感抗XL較小，所以電流I較大。當(dāng)鐵心閉合時(shí)，磁阻變小、電感變大，電流減小。

2023/6/194第四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一自感式電感傳感器常見(jiàn)的形式

變隙式變截面式螺線管式

2023/6/195第五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感量計(jì)算公式

：

請(qǐng)分析電感量L與氣隙厚度及氣隙的有效截面積A之間的關(guān)系，并討論有關(guān)線性度的問(wèn)題。N：線圈匝數(shù)；A：氣隙的有效截面積；

0：真空磁導(dǎo)率；：氣隙厚度。

2023/6/196第六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一差動(dòng)電感傳感器的特點(diǎn)

請(qǐng)分析：靈敏度、線性度有何變化曲線1、2為L(zhǎng)1、L2的特性，3為差動(dòng)特性在變隙式差動(dòng)電感傳感器中，當(dāng)銜鐵隨被測(cè)量移動(dòng)而偏離中間位置時(shí)，兩個(gè)線圈的電感量一個(gè)增加，一個(gè)減小，形成差動(dòng)形式。1-差動(dòng)線圈2-鐵心3-銜鐵4-測(cè)桿5-工件

2023/6/197第七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一差動(dòng)式電感傳感器的特性

從曲線圖可以看出，差動(dòng)式電感傳感器的線性較好，且輸出曲線較陡，靈敏度約為非差動(dòng)式電感傳感器的兩倍。

從結(jié)構(gòu)圖可以看出，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。

2023/6/198第八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的作用是將電感量的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流的變化，以便用儀表指示出來(lái)。但若僅采用電橋電路和普通的檢波電路，則只能判別位移的大小，卻無(wú)法判別輸出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(guò)一個(gè)能判別相位的檢波電路，則不但可以反映位移的大?。ǖ姆担?，還可以反映位移的方向（的相位）。這種檢波電路稱為相敏檢波電路。2023/6/199第九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖3-7相敏檢波輸出特性曲線a）非相敏檢波b）相敏檢波1—理想特性曲線2—實(shí)際特性曲線

2023/6/1910第十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一二差動(dòng)變壓器式傳感器

電源中用到的“單相變壓器”有一個(gè)一次線圈（又稱為初級(jí)線圈），有若干個(gè)二次線圈（又稱次級(jí)線圈）。當(dāng)一次線圈加上交流激磁電壓Ui后，將在二次線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓UO。在全波整流電路中，兩個(gè)二次線圈串聯(lián)，總電壓等于兩個(gè)二次線圈的電壓之和。

請(qǐng)將單相變壓器二次線圈N21、N22的有關(guān)端點(diǎn)按全波整流電路的要求正確地連接起來(lái)。＋2023/6/1911第十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一

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

請(qǐng)將二次線圈N21、N22的有關(guān)端點(diǎn)正確地連接起來(lái)，并指出哪兩個(gè)為輸出端點(diǎn)。2023/6/1912第十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理

差動(dòng)變壓器式傳感器是把被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換為一次線圈與二次線圈間的互感量M的變化的裝置。當(dāng)一次線圈接入激勵(lì)電源之后，二次線圈就將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)兩者間的互感量變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也相應(yīng)變化。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。

2023/6/1913第十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一靈敏度與線性度差動(dòng)變壓器的靈敏度一般可達(dá)0.5~5V/mm，行程越小，靈敏度越高。為了提高靈敏度，勵(lì)磁電壓在10V左右為宜。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。2023/6/1914第十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量電路

（以差動(dòng)整流為例）若Ｃ1、Ｃ2虛焊，Uao、Ubo將變成什么波形？2023/6/1915第十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一三電感式傳感器的應(yīng)用

位移測(cè)量

軸向式電感測(cè)微器的外形

航空插頭紅寶石測(cè)頭2023/6/1916第十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一模擬式及數(shù)字式電感測(cè)微儀2023/6/1917第十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感式不圓度計(jì)該圓度計(jì)采用旁向式電感測(cè)微頭2023/6/1918第十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感式不圓度測(cè)試系統(tǒng)旁向式電感測(cè)微頭2023/6/1919第十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感式不圓度測(cè)量系統(tǒng)外形

（參考洛陽(yáng)匯智測(cè)控技術(shù)有限公司資料）旋轉(zhuǎn)盤測(cè)量頭2023/6/1920第二十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一不圓度測(cè)量打印2023/6/1921第二十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感式輪廓儀旁向式電感測(cè)微頭2023/6/1922第二十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電感傳感器在粗糙度測(cè)量中的應(yīng)用

——手持式粗糙度儀

?觸針:金剛石圓錐；

?針尖圓弧半徑：5μm；

?可存儲(chǔ)500個(gè)粗糙度參數(shù)值及4組輪廓數(shù)據(jù)；

?可進(jìn)行粗糙度參數(shù)的打??；

?可對(duì)外圓、內(nèi)孔、軸肩、圓錐面等各種復(fù)雜表面進(jìn)行測(cè)試；2023/6/1923第二十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一粗糙度儀外形金剛石測(cè)頭2023/6/1924第二十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一粗糙度測(cè)量結(jié)果打?。?）2023/6/1925第二十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一粗糙度測(cè)量結(jié)果打?。?）2023/6/1926第二十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一一次儀表與4~20mA二線制輸出方式圖3-17所示的壓力變送器已經(jīng)將傳感器與信號(hào)處理電路組合在一個(gè)殼體中，這在工業(yè)中被稱為一次儀表。一次儀表的輸出信號(hào)可以是電壓，也可以是電流。由于電流信號(hào)不易受干擾，且便于遠(yuǎn)距離傳輸（可以不考慮線路壓降），所以在一次儀表中多采用電流輸出型。2023/6/1927第二十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一某一壓力變送器的測(cè)量電路

2023/6/1928第二十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4~20mA二線制輸出方式新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電流輸出為4~20mA；電壓輸出為1~5V(舊國(guó)標(biāo)為0~10mA或0~2V)。4mA對(duì)應(yīng)于零輸入，20mA對(duì)應(yīng)于滿度輸入。不讓信號(hào)占有0~4mA這一范圍的原因，一方面是有利于判斷線路故障（開(kāi)路）或儀表故障；另一方面，這類一次儀表內(nèi)部均采用微電流集成電路，總的耗電還不到4mA，因此還能利用0~4mA這一部分“本底”電流為一次儀表的內(nèi)部電路提供工作電流，使一次儀表成為兩線制儀表。2023/6/1929第二十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4~20mA二線制輸出方式所謂二線制儀表是指儀表與外界的聯(lián)系只需兩根導(dǎo)線。多數(shù)情況下，其中一根（紅色）為+24V電源線，另一根（黑色）既作為電源負(fù)極引線，又作為信號(hào)傳輸線。在信號(hào)傳輸線的末端通過(guò)一只標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電阻（也稱取樣電阻）接地（也就是電源負(fù)極），將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。

2023/6/1930第三十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4~20mA二線制儀表接線方法4~20mA2023/6/1931第三十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一有一臺(tái)兩線制壓力變送器，量程范圍為0~1MPa，對(duì)應(yīng)的輸出電流為4~20mA。請(qǐng)將下圖中的各元器件及儀表正確地連接起來(lái)。

2023/6/1932第三十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一例：有一臺(tái)兩線制壓力變送器，量程范圍為0~1MPa，對(duì)應(yīng)的輸出電流為4~20mA。求：1）壓力p與輸出電流I的關(guān)系表達(dá)式（輸入/輸出方程）。2）畫出壓力與輸出電流間的輸入/輸出特性曲線。3）當(dāng)p為0MPa、1MPa和0.5MPa時(shí)變送器的輸出電流。4）如果希望在信號(hào)傳輸終端將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為1~5V電壓，求負(fù)載電阻RL的阻值。5）如果測(cè)得變送器的輸出電流為5mA，求此時(shí)的壓力p。2023/6/1933第三十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4~20mA二線制數(shù)顯表外形及計(jì)算

在上一張圖中，若取樣電阻RL=500.0，則對(duì)應(yīng)于4~20mA的輸出電流，輸出電壓Uo為2~10V。

2023/6/1934第三十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一四電渦流傳感器電渦流效應(yīng)演示

當(dāng)電渦流線圈與金屬板的距離x減小時(shí)，電渦流線圈的等效電感L減小，等效電阻R增大。感抗XL的變化比R的變化大得多，流過(guò)電渦流線圈的電流i1增大。2023/6/1935第三十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電渦流的應(yīng)用

——在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)?？梢杂龅礁蓛?、高效的電磁爐2023/6/1936第三十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電磁爐內(nèi)部的勵(lì)磁線圈2023/6/1937第三十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電磁爐的工作原理高頻電流通過(guò)勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在鐵質(zhì)鍋底會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開(kāi)鍋內(nèi)的食物。2023/6/1938第三十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電渦流傳感器結(jié)構(gòu)及特性

電渦流探頭外形交變磁場(chǎng)2023/6/1939第三十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電渦流探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1—電渦流線圈2—探頭殼體3—?dú)んw上的位置調(diào)節(jié)螺紋4—印制線路板5—夾持螺母6—電源指示燈

7—閾值指示燈8—輸出屏蔽電纜線9—電纜插頭

2023/6/1940第四十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一CZF-1系列傳感器的性能分析上表請(qǐng)得出結(jié)論：探頭的直徑與測(cè)量范圍及分辨力之間有何關(guān)系？

2023/6/1941第四十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一大直徑電渦流探雷器2023/6/1942第四十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量轉(zhuǎn)換電路

1、調(diào)幅式（AM）電路石英振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓(100kHz~1MHz）用于激勵(lì)電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場(chǎng)中產(chǎn)生電渦流，引起電渦流線圈端電壓的衰減，再經(jīng)高放、檢波、低放電路，最終輸出的直流電壓Uo反映了金屬體對(duì)電渦流線圈的影響（例如兩者之間的距離等參數(shù)）。2023/6/1943第四十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一部分常用材料對(duì)振蕩器振幅的衰減系數(shù)人的手、泥土或裝滿水的玻璃杯能對(duì)振蕩器的振幅產(chǎn)生明顯的衰減嗎？為什么？

2023/6/1944第四十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、調(diào)頻（FM）式電路(100kHz~1MHz）

當(dāng)電渦流線圈與被測(cè)體的距離x改變時(shí)，電渦流線圈的電感量L也隨之改變，引起LC振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計(jì)算機(jī)測(cè)量。如果要用模擬儀表進(jìn)行顯示或記錄時(shí)，必須使用鑒頻器，將f轉(zhuǎn)換為電壓Uo。

2023/6/1945第四十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一現(xiàn)要求在自行車的適當(dāng)位置安裝一套傳感器及有關(guān)電路，使之能顯示出車速（km/h）、及累計(jì)公里數(shù)(km)，當(dāng)車速未達(dá)到設(shè)定值（vmin）時(shí)綠色ＬＥＤ閃亮，提示運(yùn)動(dòng)員加速；當(dāng)累計(jì)公里數(shù)達(dá)到設(shè)定值(Lmax)時(shí)，紅色LED閃亮、喇叭響,提示運(yùn)動(dòng)員停下休息，計(jì)數(shù)器同時(shí)復(fù)位，為下一個(gè)行程作準(zhǔn)備。2023/6/1946第四十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一非接觸傳感器的安裝位置顯示器的安裝位置2023/6/1947第四十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電渦流傳感器的應(yīng)用

1.位移測(cè)量

電渦流位移傳感器是一種輸出為模擬電壓的電子器件。接通電源后，在電渦流探頭的有效面（感應(yīng)工作面）將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬表面將吸取電渦流探頭中的高頻振蕩能量，使振蕩器的輸出幅度線性地衰減，根據(jù)衰減量的變化，可地計(jì)算出與被檢物體的距離、振動(dòng)等參數(shù)。這種位移傳感器屬于非接觸測(cè)量，工作時(shí)不受灰塵等非金屬因素的影響，壽命較長(zhǎng)，可在各種惡劣條件下使用。2023/6/1948第四十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一位移測(cè)量?jī)x

位移測(cè)量包含：偏心、間隙、位置、傾斜、彎曲、變形、移動(dòng)、圓度、沖擊、偏心率、沖程、寬度等等。來(lái)自不同應(yīng)用領(lǐng)域的許多量都可歸結(jié)為位移或間隙變化。數(shù)顯位移測(cè)量?jī)x及探頭2023/6/1949第四十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一4~20mA電渦流位移傳感器外形（參考德國(guó)圖爾克公司資料）2023/6/1950第五十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一齊平式電渦流位移傳感器外形（參考德國(guó)圖爾克公司資料）齊平式傳感器安裝時(shí)可以不高出安裝面，不易被損害。2023/6/1951第五十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一V系列電渦流位移傳感器外形（參考浙江洞頭開(kāi)關(guān)廠資料）齊平式2023/6/1952第五十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一V系列電渦流位移傳感器性能一覽表

（摘自洞頭開(kāi)關(guān)廠資料）

2023/6/1953第五十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一某V系列電渦流位移傳感器的機(jī)械圖2023/6/1954第五十四頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一四線制電渦流位移傳感器的接線說(shuō)明該位移傳感器同時(shí)具備兩種動(dòng)作輸出狀態(tài)，用戶可選擇從高電壓向低電壓轉(zhuǎn)變、和從低電壓向高電壓轉(zhuǎn)變兩種方式，分別稱為NPN和PNP輸出模式，俗稱為常開(kāi)輸出或常閉輸出模式。2023/6/1955第五十五頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電渦流位移傳感器的應(yīng)用電渦流探頭線圈的阻抗受諸多因素影響，例如金屬材料的厚度、尺寸、形狀、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、表面因素、距離等。只要固定其他因素就可以用電渦流傳感器來(lái)測(cè)量剩下的一個(gè)因素。因此電渦流傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。但也同時(shí)帶來(lái)許多不確定因素，一個(gè)或幾個(gè)因素的微小變化就足以影響測(cè)量結(jié)果。所以電渦流傳感器多用于定性測(cè)量。即使要用作定量測(cè)量，也必須采用逐點(diǎn)標(biāo)定、計(jì)算機(jī)線性糾正、溫度補(bǔ)補(bǔ)償?shù)却胧?/p>

2023/6/1956第五十六頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一偏心和振動(dòng)檢測(cè)2023/6/1957第五十七頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一通過(guò)測(cè)量間隙來(lái)測(cè)量徑向跳動(dòng)2023/6/1958第五十八頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量彎曲、波動(dòng)、變形

對(duì)橋梁、絲桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)測(cè)量，須使用多個(gè)傳感器。2023/6/1959第五十九頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量板材厚度電渦流測(cè)厚儀

測(cè)量冷軋板厚度2023/6/1960第六十頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一零件計(jì)數(shù)2023/6/1961第六十一頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量封口機(jī)工作間隙間隙越大，電渦流越小2023/6/1962第六十二頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一測(cè)量注塑機(jī)開(kāi)合模的間隙間距2023/6/1963第六十三頁(yè)，共七十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一位移的標(biāo)定方法使用千分尺，逐一對(duì)照測(cè)量電路的輸出電壓及數(shù)顯表讀數(shù)，列出對(duì)照表，存入計(jì)算機(jī)，從而達(dá)到線性化的目的