第三章液壓測(cè)試系統(tǒng)

第三章液壓測(cè)試系統(tǒng)第1頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1概述1.傳感器(Sensor)定義

傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量、并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成(GB766-87)。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。因而從狹義上講，傳感器是把外界輸入的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或裝置。第三章常用傳感器第2頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月傳感器在非電量電測(cè)系統(tǒng)中的作用：一是敏感作用：感受并拾取被測(cè)對(duì)象的信號(hào)二是變換作用：被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于檢測(cè)和處理的電信號(hào)概述

獲得傳感器信號(hào)的兩種方法：直接獲得電信號(hào)的變化（開關(guān)傳感器）；將物理量變換成電信號(hào)的變化（水位、壓力等）。第3頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.傳感器的分類(1)按被測(cè)物理量分類:(2)按傳感器元件的變換原理分類:位移傳感器,流量傳感器,溫度傳感器等.電阻式,電容式,電感式,壓電式、光電式等.物性型:依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換.例如:水銀溫度計(jì),壓電測(cè)力計(jì).結(jié)構(gòu)型:依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變.例如:電容式和電感式傳感器.概述第4頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能量轉(zhuǎn)換型:直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作.

例如:熱電偶溫度計(jì),壓電式加速度計(jì).能量控制型:從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部供給能量的變化.

例如:電阻應(yīng)變片.能量傳遞型:從某種能量發(fā)生器與接受器進(jìn)行能量傳遞過(guò)程中實(shí)現(xiàn)敏感檢測(cè).

例如:超聲波發(fā)生器和接受器.(3)按傳感器的能量傳遞方式分類:概述第5頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.傳感器的性能要求足夠的容量匹配性好，轉(zhuǎn)換靈敏度高精度適當(dāng)，穩(wěn)定性高反應(yīng)速度快，工作可靠性高適應(yīng)性和適用性強(qiáng)概述第6頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電阻式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的一種傳感器按工作的原理可分為:熱敏式電阻應(yīng)變式變阻器式光敏式電敏式3.2電阻式傳感器第三章常用傳感器第7頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

電阻應(yīng)變式傳感器--應(yīng)變片金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著它所受機(jī)械變形(伸長(zhǎng)或縮短)的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。電阻式傳感器第8頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)工作原理金屬應(yīng)變片的電阻R為電阻式傳感器第9頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)金屬應(yīng)變片（不變）金屬應(yīng)變計(jì)(2)半導(dǎo)體應(yīng)變片（變化）半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器第10頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)金屬應(yīng)變計(jì)金屬應(yīng)變計(jì)有:絲式和箔式優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性和溫度特性好.缺點(diǎn):靈敏度系數(shù)小.應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器第11頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)變靈敏度大;體積小;能制成具有一定應(yīng)變電阻的元件.缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性和可重復(fù)性不如金屬應(yīng)變片。應(yīng)變計(jì)電阻式傳感器體型薄膜型擴(kuò)散型

第12頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：4)應(yīng)用電阻式傳感器第13頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：電子稱原理將物品重量通過(guò)懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。德國(guó)HBM電阻應(yīng)變式傳感器電阻式傳感器第14頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3電容式傳感器

1.變換原理:

將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++

A

當(dāng)被測(cè)量δ、A或ε發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容的變化。如果保持其中的兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變另一個(gè)參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化變換為單一電容量的變化。第三章常用傳感器第15頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2分類

a)極距變化型;+++c)介質(zhì)變化型電容式傳感器

b)面積變化型:角位移型,平面線位移型,柱面線位移型.第16頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3應(yīng)用1.震動(dòng)，偏心，裂紋，振蕩，同心度2.位移，移動(dòng)，位置，膨脹3.撓度，變形，波動(dòng)，傾斜4.尺寸，公差，分選，零件識(shí)別5.沖擊，應(yīng)變，軸向振動(dòng)6.軸承振動(dòng)，油膜間隙，磨擦，偏心電容式傳感器

第17頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4電感式傳感器電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測(cè)量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型第三章常用傳感器第18頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1自感型--可變磁阻式a)變間隙型原理:電磁感應(yīng)電感式傳感器第19頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b)變面積型c）螺線管型電感式傳感器第20頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月d)差動(dòng)型電感式傳感器第21頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2渦流式原理:渦流效應(yīng)原線圈的等效阻抗Z變化：電感式傳感器a)高頻反射式：（集膚效應(yīng)）第22頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電感式傳感器b)低頻透射式：（互感原理）第23頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：連續(xù)油管的橢圓度測(cè)量CoiledTubeEddySensor

ReferenceCircle原理：電感式傳感器第24頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：無(wú)損探傷原理裂紋檢測(cè)，缺陷造成渦流變化。火車輪檢測(cè)油管檢測(cè)電感式傳感器第25頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：測(cè)厚案例：零件計(jì)數(shù)電感式傳感器第26頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3變壓器式--差動(dòng)變壓器工作原理:互感現(xiàn)象.電感式傳感器第27頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用:厚度,角度,表面粗糙度;拉伸,壓縮,垂直度;壓力,流量,液位;張力,重力,負(fù)荷量;扭矩,應(yīng)力,動(dòng)力;氣壓,溫度;振動(dòng),速度,加速度;等.案例：板的厚度測(cè)量~案例：張力測(cè)量電感式傳感器第28頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5磁電式傳感器

1.變換原理:

磁電式傳感器是把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U為

磁通變化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，改變其中一個(gè)因素，都會(huì)改變線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

第三章常用傳感器第29頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2分類

磁電式動(dòng)圈式磁阻式線速度型角速度型N磁電式傳感器第30頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3動(dòng)圈式傳感器磁電式傳感器第31頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4磁阻式傳感器磁電式傳感器第32頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5應(yīng)用b)測(cè)速電機(jī)a)磁電式車速傳感器磁電式傳感器第33頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6壓電式傳感器

1.變換原理:

壓電效應(yīng)某些物質(zhì)，如石英，當(dāng)受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部被極化，表面會(huì)產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。第三章常用傳感器第34頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓電效應(yīng)q=DF壓電式傳感器第35頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月F+2、測(cè)量電路

a)電壓放大器壓電式傳感器第36頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

b)電荷放大器F+壓電式傳感器第37頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3應(yīng)用b)壓力變送器a)加速度計(jì)，力傳感器

壓電式傳感器第38頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：飛機(jī)模態(tài)分析壓電式傳感器第39頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7傳感器選用原則

選擇傳感器主要考慮靈敏度、線性范圍、響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、精確度、測(cè)量方式等六個(gè)方面的問題。

1、靈敏度一般說(shuō)來(lái)，傳感器靈敏度越高越好，但在確定靈敏度時(shí)，要考慮以下幾個(gè)問題。a)靈敏度過(guò)高引起的干擾問題；b)量程范圍。c)交叉靈敏度問題。第三章常用傳感器第40頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3響應(yīng)特性傳感器的響應(yīng)特性是指在所測(cè)頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測(cè)量條件。實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時(shí)間越短越好。2線性范圍任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表明傳感器的工作量程愈大。傳感器工作在線性區(qū)域內(nèi)，是保證測(cè)量精度的基本條件。傳感器選用原則

第41頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4穩(wěn)定