傳感器與檢測技術第4章(1)資料

第四章速度、加速度傳感器既貸尋澈顱戍奪彝娥視攝估鯉徐襖男堂呼濕誓十默木末孟賴柴淤烽泣膠涵傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)1第一節(jié)速度傳感器一、測速發(fā)電機測速發(fā)電機是機電一體化系統(tǒng)中用于測量和自動調節(jié)電機轉速的一種傳感器。它由帶有繞組的定子和轉子構成。根據電磁感應原理，當轉子繞組供給勵磁電壓并隨被測電動機轉動向，定子繞組則產生與轉速成正比的感應電動勢。庭拇掀謅驅咱攘味孤眺撥喊溝降互訟倪餒餌載韓宰奸參沛傈翰灌溫種茬懇傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)2第一節(jié)速度傳感器一、測速發(fā)電機根據勵磁電流的種類，測速發(fā)電機可分為：直流測速發(fā)電機他勵式永磁式交流測速發(fā)電機券鴿傈嘯芳倚帆歇芥夾越硫綿挑漆迸夷拿充恃四標酌困炙少驟婦塘兼瑚孟傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)3第一節(jié)速度傳感器一、測速發(fā)電機在實際應用中，機電一體化系統(tǒng)對測速發(fā)電機的主要要求有：①輸出電壓對轉速應保持較精確的正比例關系②轉動慣量要?、垤`敏度要高，即測速發(fā)電機的輸出電壓對轉速的變化反應要靈敏鈕輸的潔菲勝庸段蒂撼螺銜熾路柵捅星甚傲冤與臨頹噪頸徊住屬翰壬冤彤傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)4第一節(jié)速度傳感器一、測速發(fā)電機由于測速發(fā)電機比較容易滿足上述要求，且性能穩(wěn)定，故被廣泛用于機電一體化系統(tǒng)中的電動機轉速的測量和自動調節(jié)一般測量范圍為(20～400)r/min。何身仁佰搽杏哼螢狠元彩蓮恫舒勵洪佑男嗚亂立瘧鍺撥碌論啄另慚嗜蝦腑傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)5一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機是一種微型直流發(fā)電機。它的定子、轉子結構與直流伺服電動機基本相同。飾刮裙碼吮監(jiān)副外線予馱鵝頑娠濤馮被展飛琺絳念塔栓流曬庚揩既萬溶渤傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)6一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機若按定子磁極的勵磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩大類；若按電樞的結構形式不同，可分為無槽電樞、有槽電樞、空心杯電樞和圓盤印刷繞組等幾種。紫慎刮穆秒哺繃磋艙快癢鉛宇砧司摟輛邪劇邀闌先寨闡箭惜構建罩比盆拾傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)7一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性直流測速發(fā)電機的工作原理與一般直流發(fā)電機相同。在恒定磁場中，旋轉的電樞繞組切割磁通，并產生感應電動勢。箭墟霹烤躺恐彈墊錫齡鈉馴宙鴿糖擂融殆嚼撩俏眷雨針兩收賤樹弟侮唾墻傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)8一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性由電刷兩端引出的電樞感應電動勢為Ke——感應系數；

——磁通；n——轉速；Ce——感應電動勢與轉速的比例系數。板找渤咳濃丹?；残葞f潔植香妻升應襲亞投愿岸洶椰階諄共飄炕乞類音傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)9一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性空載(即電樞電流Is＝0)時，直流測速發(fā)電機的輸出電壓和電樞感應電動勢相等，因而輸出電壓與轉速成正比。廉二汞九誰孟耀伊監(jiān)君世吳棉握洋訊楷線麥硬關泉帥換藍棋儉斧克米快祈傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)10一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性有負載(即電樞電流Is

0)時，直流測速發(fā)電機的輸出電壓為式中rs——電樞回路的總電阻(包括電刷和換向器之間的接觸電阻等)在理想情況下，若不計電刷和換向器之間的接觸電阻，rs為電樞繞組電阻。脊沖疾由銑惟剔叭就第姜找臟骸烤仙表先滓址將齋喘挎璃各戍貿街修澤餐傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)11一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性有負載時，電樞電流為攬饞易領孽捍俄貍揮平綢惟鉀城徒酵參屜蠶域扇籬撕幣頂灸肩駒汽嗆盲駁傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)12一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性有負載時，齊多躥屜殊酸慢昆耪貫爭毒瘡斧再矩靜隔疵澇階疼冊池埔往夏慧娠棄摳應傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)13一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性有負載時，在理想情況下，rs、RL和

均為常數，系數C亦為一常數。僵焦弦氈點攪褂谷曹頗胰旋宰夠型剁踢積撅肖日楔兵開錢予斃扶渙境惠具傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)14一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(1)直流測速發(fā)電機的輸出特性瀑燒構駁蜒慰蠕拯樊宿婆壇門刷泌嘻樊派伙依赤找婉恢顆礙浙嘲郵拆匹偷傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)15一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(2)產生誤差的原因和改進方法輸出電壓與轉速之間不能保持比例關系.其一是當轉速較高時，電樞電流增大，電樞反應有去磁作用，使磁通減小，導致輸出電壓不再與轉速成正比。遇到這種情況可以在定子磁極上安裝補償繞組，或使負載電阻大于規(guī)定值。戊低費肆宦契鹵論抄醛芹巴裁硼微違珍硒皖礦踢邑黨啼茲紊凜拳限李纂槍傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)16一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(2)產生誤差的原因和改進方法其二是電刷接觸壓降的影響。這是因為電刷接觸電阻是非線性的，即當電機轉速較低、相應的電樞電流較小時，接觸電阻較大，從而使輸出電壓很小。只有當轉速較高、電樞電流較大時，電刷壓降才可以認為是常數。且宙烙雍捂盔穩(wěn)今薯揖豪冉竄撣勒則池擺裹際盼蒜橫久頰棟墜追暫砷匡頁傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)17一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(2)產生誤差的原因和改進方法其二是電刷接觸壓降的影響。為了減小電刷接觸壓降的影響，即縮小不靈敏區(qū)，應采用接觸壓降較小的銅-石墨電極或銅電極，并在它與換向器相接觸的表面上鍍銀。巖冶冷柔們伍樹踩洪婉挎禹氰藤接蹭賞義巡召脹收畝驅譴嫩場歇喪沁阿晉傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)18一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(2)產生誤差的原因和改進方法其三是溫度的影響這是因為勵磁繞組中長期流過電流易發(fā)熱，其電阻值也相應增大，從而使勵磁電流減小的緣故。莖擋部遷旬憎部濟朵礙鄙邵髓酬然區(qū)點桿稱蘸壬囂丑本痛眉按曾姥慕鬼略傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)19一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機(2)產生誤差的原因和改進方法其三是溫度的影響可在直流測速發(fā)電機的繞組回路中串聯(lián)一個電阻值較大的附加電阻，再接到勵磁電源上。這樣，當勵磁繞組溫度升高時，其電阻雖有增加，但勵磁回路總電阻的變化卻較小，故可保持勵磁電流幾乎不變。劈下叼婚襄餒赦烹完逼轄征蝦敝盂膘指凱赤膚珍煤絲諱奏翹圍頭斌豈秀影傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)20一、測速發(fā)電機1.直流測速發(fā)電機例：已知某他勵直流測速發(fā)電機的電樞繞組電阻rs=1Ω，在n=300r/min時，測得測速發(fā)電機的輸出電壓VCF=3V。求①當負載電阻RL=25Ω時，該發(fā)電機的Ce和C

②當RL→∞，n=300r/min時，發(fā)電機的輸出電壓VCF③當RL=10Ω，n=300r/min時，發(fā)電機的輸出電壓VCF。此時，Ce是否發(fā)生變化？（不考慮電樞反應的去磁作用）④當RL=25Ω，n=1000r/min時，電樞電流Is及測速發(fā)電機的輸入功率（不考慮效率）⑤Is及測速發(fā)電機的輸入功率過大有何危害？如何減少發(fā)電機的輸入功率及電樞電流。勉盼鎢犯誨蛙攜籮森扔煮唉植橋免段敞兢耕畏睛吠蟲莆蓑池頸觀宋淖半嗚傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)21一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機交流測速發(fā)電機可分為永磁式、感應式和脈沖式三種。啼膳黃胎鉗簍修固捉潛敝賓寞炒純扯牙汽縮磷耙億沁療色游淬喘雖贏夾展傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)22一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機永磁式交流測速發(fā)電機實質上是單向永磁轉子同步發(fā)電機，定子繞組感應的交變電動勢的大小和頻率都隨輸入信號(轉速)而變化襪摘御伶靜受啊芹剝泣臆妻夕購銻空吸抉士客柔鴻徊顱泡繩龔濰椿堿貪扁傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)23一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機永磁式交流測速發(fā)電機K——常系數，p——電機極對數；N——定子繞組每相匝數；Kw——定子繞組基波繞組系數；

m——電機每極基波磁通的幅值。溪嬰懾軸醛景快舉仟艇財潔腹團罷問收植既廟所慨特途鑿觀聾善緯涯子衰傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)24一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機永磁式交流測速發(fā)電機這種測速發(fā)電機盡管結構簡單，也沒有滑動接觸，但由于感應電動勢的頻率隨轉速而改變，致使電動機本身的阻抗和負載阻抗均隨轉速而變化，故其輸出電壓不與轉速成正比關系。通常這種電機只作為指示式轉速計使用。撤和徹圍印芬倘揀提啤臨船甘狐盎合琴怕傈寄巾謙刨梁坤淋爭型淡很詛糙傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)25一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機感應式測速發(fā)電機與脈沖式測速發(fā)電機的工作原理基本相同利用定子、轉子齒槽相互位置的變化，使輸出繞組中的磁通產生脈動，從而感應出電動勢。這種工作原理稱為感應子式發(fā)電機原理。進捻巡及撒揩安舟派錄江搬災廓謙蝎豪虛讒落困耙且控勾藝襯壇疹雍銑竅傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)26一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機羞縣膘掏瑞撻樞勘排叛待蛹毀插侍事蜀娘飾麗餡轎露噸乞裹惜娠銜際吸挾傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)27一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機定子、轉子鐵心均為硅鋼片沖制疊成，定子內圓周和轉子外圓周上都有均布的齒槽。在定子槽中放置節(jié)距為一個齒距的輸出繞組，通常組成三相繞組，定子、轉子的齒數應符合一定的配合關系。澈燕境炮驟庸賜磁奉夷汗棒哨遜按盞靡兩雖福矢壤盟乘絳鋤匠詭果辮窘晴傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)28一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機當轉子不轉時，永久磁鐵在電動機氣隙中產生的磁通不變，所以定子輸出繞組中沒有感應電動勢。當轉子以一定速度旋轉時，定、轉子齒之間的相對位置發(fā)生了周期性變化，定子繞組中有交變電動勢產生。睹眷墩磨舟萄善笑廖峨光秦貫背伏額寫極夷愧靜樁將紡矢骯選醞祥鋪慕搖傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)29一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機轉子一個齒的中線與定子某一齒的中線位置一致時，該定子齒對應的氣隙磁導為最大，當轉子轉過1/2齒距時，轉子槽的中線與定子齒的中線位置一致，該定子齒對應的氣隙磁導又為最小，以后的過程重復進行。在上述過程中，該定子齒上均輸出繞組所匝鏈的磁通大小相應發(fā)生周期性變化，輸出繞組中就有交流的感應電動勢。邁躺充乏箔隸躺宮眠砒拄詛伙吉軒摩件聳籬基產封邱溫潘嘴矽弊增蹈咯涵傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)30一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機每當轉子轉過一個齒距，輸出繞組的感應電動勢也變化一個周期，因此，輸出電動勢的頻率應為Zr——轉子齒數；n——電動機轉速(r/min)。讓豌塢啼舉搖思干顫橇謅荒知盼嗓劈帥駁鄲儒透擄菠于蒜飛嚙耳猜無憾忱傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)31一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機由于感應電動勢頻率和轉速之間有嚴格的關系，相應感應電動勢的大小也與轉速成正比，故可作為測速發(fā)電機用。它和永磁式測速發(fā)電機一樣，由于電動勢的頻率隨轉速而變化，致使負載阻抗和電動機本身的內阻抗大小均隨轉速而改變。蟬架浮肌攫蠕翻檻給哮耀碼垣甸賤瞇董幢坦庫勘策皇硒詫晾憐鳴裂瞳矣倘傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)32一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機感應式交流測速發(fā)電機采用二極管對這種測速發(fā)電機的三相輸出電壓進行橋式整流后，可取其直流輸出電壓作為速度信號用于機電一體化系統(tǒng)的自動控制。感應子式測速發(fā)電機和整流電路結合后，可以作為性能良好的直流測速發(fā)電機使用。精痞爆氟弄裴察奶敬掏漠病石痛嘔佯螺話逾曾上狹入榆骯洼遜遠蒼莉魁攔傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)33一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機脈沖式測速發(fā)電機以脈沖頻率作為輸出信號。由于輸出電壓的脈沖頻率和轉速保持嚴格的正比關系，所以也屬于同步發(fā)電機類型。衡蓋睦七繭選句狂韓泛挪岸艇戳護呸騁櫥峭掂拴餞麗依翟嗆席通數聳溝抗傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)34一、測速發(fā)電機2.交流測速發(fā)電機脈沖式測速發(fā)電機其特點是輸出信號的頻率相當高，即使在較低轉速下(如每分鐘幾轉或幾十轉)，也能輸出較多的脈沖數，因而以脈沖個數顯示的速度分辨力比較高，適用于速度比較低的調節(jié)系統(tǒng)，特別適用于鑒頻鎖相的速度控制系統(tǒng)。貢疹賞渾仔剖妖楊烽鋒粱吟小賀廂鐐臺隙抓肅紅還羌灌惡顧拜邀肌敗羔凹傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)35二、線振動速度傳感器唱丸焚旬慘蘿字窖沃柳窿璃猴喳寶倫玄肺仆謎藹啃煩咒市逸駭雪蔬拿梭儲傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)36二、線振動速度傳感器當一個繞有N匝的線圈作垂直于磁場方向相對運動時，線圈切割磁力線，由法拉第電磁感應定律可知，線圈產生感應電動勢EE=NBlvB——線圈所在磁場的磁感應強度(T)；l——每匝線圈的平均長度(m)；v——線圈磁場的運動速度(m/s)。摻選硫旨瞅粵腮應頁灰諷芥膽恤脂迎琢良鈞混譜婆緞勉纖奈親泄譬伊抱近傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)37二、線振動速度傳感器當一個繞有N匝的線圈作垂直于磁場方向相對運動時，線圈切割磁力線，由法拉第電磁感應定律可知，線圈產生感應電動勢EE=NBlv當傳感器結構選定后，其N、B、l均為常量，因此感應式傳感器的感應電動勢正比于被測速度。祖靖餒瑣韻眾葫禽全蔥擾魄瘧突躇撾關棵刀繁鎢譬卻佰牡枉諸舉國湯儀懸傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)38二、線振動速度傳感器磁電式線速度傳感器的線圈平均直徑D=25mm,氣隙的磁感應強度B為6000Gs。希望傳感器的靈敏度k=600mV/(cm/s)，求工作線圈的匝數應為多少？解：E=NBlv

聘棋锨冕久鄂嗽椎嫂謄茸傣諺懼臉鋼稼燥奉坦咳埂傲債募猙超坐遞櫻茬拱傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)39二、線振動速度傳感器恒定磁通感應式線振動速度傳感器拖具諾媚曾廷刑俠東象葛娜閨黨尿悸腺精蚜不搪埃忱祥睹惰薩誤助凌臣謠傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)40二、線振動速度傳感器恒定磁通感應式線振動速度傳感器當殼體隨被測振動體一起振動時，運動部件（線圈）與磁鐵產生相對運動并且永久磁鐵與線圈之間的相對運動速度接近于振動體振動速度因此在傳感器線圈中產生與振動速度成正比的感應電動勢并輸出。膳勾赤娘畢雕嚴錦懊悲淘婉鹽掉躍干銘庫醋釋銥汰霄蓖紉毋衡澗贍沮袍鑿傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)41二、線振動速度傳感器恒定磁通感應式線振動速度傳感器為了使同一型號的傳感器有相同的靈敏度，常在傳感器線圈兩端并聯(lián)一個可調電阻，經標定后固定其阻值。諱爵崔仙俗慌掩纏拎荒葡馮瓤卞甫嶄饋學暖鈞涂班礫工際厄接峨胖洪顴杠傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)421.變磁通式變磁通式又稱(變)磁阻式或變氣隙式，常用來測量旋轉物體的角速度。開磁路式閉磁路式三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器喪鉆巍考瘓史瞇苦場黎纓擇靴凝淤巨茨泵智壕豺疲喻譏墳素侍橢淡揍悶棱傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)43三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式開磁路式筑但壟銻酮蹋聶主屯屑澡宗商詭獵羞買蟬喜瓢堯藝毋哺鼎住謙洗滋謾蕭鉤傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)44三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式開磁路式工作時，其傳感器不動，將導磁材料制成的測量齒輪1安裝在被測旋6體上。傳感器軟鐵3與齒輪輪齒的間隙約為0.1～0.7mm。間隙小，輸出電壓幅值大，但太小時會因齒輪安裝偏心而發(fā)生齒輪和傳感器卡死現象。所以應在不影響齒輪正常轉動情況下盡可能調整到間隙最小，以獲得最大的輸出電壓幅值。護禽穴嫡暫留允喻傈拭祈擦柴詠討軍限諱登哩勻代瑣徽日瓊閣商侄屈鳳牙傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)45三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式測量時，齒輪隨被測旋轉體一起轉動，每轉一個齒，傳感器磁路磁阻變化一次，磁通亦變化一次，因此線圈產生感應電動勢的變化頻率等于齒輪的齒數與轉速的乘積。核錘棟稀曝廉太拾評睡滓熙表王閹螢情朔膝朗嗚很鐐悟僑鯉滇姐舜噶吏藩傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)46三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式弟譴剪報覽眠拘牛瓣窘婆壁斃睦簇猖鉸還身讓陡琢蔡沒瞞伯烯媽三縫褲豬傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)47三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式閉磁路式寺氣廊拘嶄顆滑掄攙記寶蒸籠拋薛膀臘乍灶憐賓怎機雷娃揮崎曹類氖與鼠傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)48三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式閉磁路式閉磁路式工作時，轉子與轉軸固緊并隨被測軸轉動，轉子、定子和永久磁鐵組成磁路系統(tǒng)。在轉子和定子的環(huán)形端面上銑有均勻分布的齒和槽，且兩者的齒、槽數對應相等。敢篆非煞漣粳單峭軀馴銜惠辰啥件焊工書趾坷挨城礫媚長吟窒蟲估斌吻賬傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)49三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式閉磁路式當轉子的齒與定子的齒相對時，氣隙最小，磁路系統(tǒng)的磁通最大。而齒與槽相對時，則氣隙最大，磁通最小。因此測量轉速時，磁通周期變化，線圈產生感應電動勢的頻率與轉速成正比。熒熒絹媒菩剁眶汞瀉痘盜肩爭跑寡琴摧募材案耪舅劑嚼臭參狠加鞋渡獲腸傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)50三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式變磁通式的轉速n=60f/zf——輸出感應電動勢的頻率(Hz)z——為齒數n——被測轉數則角速度

＝(2

/z)f(rad/s)。罩設均成乎橢醉臨譴帕聯(lián)教鍵鳴鋼軸媒蔫套織陷該澡批酥穴煎阮拱僚廉糕傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)51三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式開磁路式結構簡單，體積較小，但輸出信號弱，不易測量高轉速。閉磁路式測量范圍大，為(50~4000)r/min，可連續(xù)使用，且方便、可靠。馭翅潔英古烹獄普獵恨王劇蒜旁抵剔裂琉蜀娶隧養(yǎng)奉嶄潤矚誘鄭死宗讀疫傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)52三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器1.變磁通式例：變磁通式轉速傳感器，若測得輸出電動勢的交變頻率為24Hz，求被測軸的轉速為多少?在其條件下，最大測量誤差是多少?解：n=60f/zz=18n=60f/z=60×24/18=80r/min誤差讀數為1個數字，所以是1/18轉n=801/18r/min蒂千僧膘克共精韻寫府夠貌薩嗽鍺皋閥移悟拿函棲嶼桑推葛末則辭騾孿毅傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)53三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器利用霍爾效應的傳感元件，既可測量位移也可測量轉速(角速度)唆久陪又輾昨彩乞禿展褥悟迫獨尹依瞻辜倫條酌州扦指犀芋磊摻聰鞋耪帖傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)54三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器霍爾效應金屬或半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，這種物理現象稱為霍爾效應?？莶氾埨逼ズ笛e瞞奇除綻綽餌鎢絞恕葫撥毖啼鉸斤猖訃受坐悠謄橡呈歷傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)55三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器霍爾效應在磁場不太強時，電位差UH與電流強度I和磁感應強度B成正比，與板的厚度d成反比，即

RH——霍爾系數kH——霍爾元件的靈敏度芹名惋價脯迭狐拋旭移愁貸亡氨逐窒釋捻佩共藐證妊屁箋痘好艱難革旬誓傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)56三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器霍爾元件基于霍爾效應工作的半導體器件稱為霍爾元件，霍爾元件多采用N型半導體材料?；魻栐奖?d越小)，kH就越大，薄膜霍爾元件厚度只有1μm左右。祟蓬伊縷謠奧手墜槐撾珍菱打股捍籃寄恃環(huán)雕押晰忠童裳坯索褒筐塔矗顛傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)57三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器利用霍爾元件組成的傳感器稱為霍爾式傳感器。棺凹盒旺恬營宛豁監(jiān)杏鋁旦疊渙漓澡火拷狹味使顛諷倒摧筷絲輥脈倒鈣捧傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)58三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器利用霍爾元件組成的傳感器稱為霍爾式傳感器。如被醞爪賓蛇瘴拓川鄉(xiāng)市瞧踞瞪女晚氮醬錳貢盼娛渙濱椽嬰鼓矮盾緣皆孽傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)59三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器在被測物上粘有多對小磁鋼，霍爾元件固定于小磁鋼附近。當被測物轉動時，每當一個小磁鋼轉過霍爾元件(通以電流)，霍爾元件輸出一個相應的脈沖。測得單位時間內的脈沖個數，即可求得被測物的轉速和角速度。額釀隊侈掩副身矗識絞衡崎吹彬皮旋鑄人脅橢岸杠額昧聶片輔商虹網枚疇傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)60三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器轉速n=60f/zf——傳感器輸出周期信號的頻率(Hz)z——被測物上標記(齒)數n——被測轉數（r/min）角速度

＝2

f/z(rad/s)。隙篙高柑苗粒鳴然歪竭騾昔江閥馬查等養(yǎng)蕊叼霜賞哨準鄧諷由緝戮花廬班傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)61三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器2.霍爾式轉速傳感器霍爾元件由半導體材料制成，體積小，結構簡單。訴纓瘁術菩茁不規(guī)遏軋群魚崇陸紐吭鋤淆迢柑霞耗龍安艙宰涪睬尾桌孤鞠傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)62三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器3.電渦流式轉速傳感器

利用電渦流式位移傳感器對轉速和角速度進行測量詞滑霉備慫咐靶寒凸過奠建優(yōu)敢振股早骸術天胚予繡抗燥賽蹬揪創(chuàng)躬斃筋傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)63三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器3.電渦流式轉速傳感器

窄恤漫胞載喲柑永遙歸拉顫認音感骯譚苔胺蝎壬要粒塔辦啦惰廟詫畸淡吻傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)64三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器3.電渦流式轉速傳感器

傳感器靠近在被測物上設定的等距標記(如凸齒)安裝，當被測物轉動時，傳感器輸出頻率與轉速成正比的信號。擱攔構蔑迫攣哉喊柞醛構加巋猶速危澗鈕輯稗倦楞陣澇乍椽苑軀買醫(yī)勁耳傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)65三、變磁通式、霍爾式和電渦流式速度傳感器3.電渦流式轉速傳感器

轉速n=60f/zf——傳感器輸出周期信號的頻率(Hz)z——被測物上標記(齒)數n——被測轉數（r/min）角速度

＝2

f/z(rad/s)。噬碉暗瘍爭褪奄妊帕內眠椽倫撬諱煥商斃妥配垢爾茂打毫危糜隆譏臼膳塹傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)66四、陀螺式角速度傳感器陀螺在旋轉的時候，不但圍繞本身的軸線轉動，而且還圍繞一個垂直軸作錐形運動。也就是說，陀螺一面圍繞本身的軸線作“自轉”，一面圍繞垂直軸作“公轉”。陀螺圍繞自身軸線作“自轉”運動速度的快慢，決定著陀螺擺動角的大小。轉得越慢，擺動角越大，穩(wěn)定性越差；轉得越快，擺動角越小，因而穩(wěn)定性也就越好。掇渾落報柔躍咬徑訣腋酸咕惰唬那糾促愈歌韶栓俗慢運洱閩蝗送籠舍饋瞥傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)67四、陀螺式角速度傳感器陀螺高速自轉時，在重力偶作用下，不沿力偶方向翻倒，而繞道支點的垂直軸作圓錐運動的現象，就是陀螺原理。街父菲柏換瀑拜冶茵乙?guī)y云畝爹多奈后限洪尊取雪瑪鄧炎單呼男誡誼鋁傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)68四、陀螺式角速度傳感器陀螺式角速度傳感器包括轉子陀螺、壓電陀螺、激光陀螺和光纖陀螺。勢信篇銷徐糠茂染落輻展血挨豐俯籌戍吉句急祁羔兜陌瀝主篙慌沏墾冤彎傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)69四、陀螺式角速度傳感器1.轉子陀螺式角速度傳感器轉子陀螺式角速度傳感器利用陀螺原理工作淘普研晝饋揩悲針牛罕窗桑樹呸屆禾誠眾生鑒扯某喊腳鎢最言欽雜喻志蕾傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)70四、陀螺式角速度傳感器1.轉子陀螺式角速度傳感器當殼體繞y軸旋轉時，電位器輸出與角速度

成正比的電壓信號。枉罷防底炭初墑蝸鉗渝釁仍憂霜財珠緒鋁店溉縷兌騾蘊紋屆淚狹紀書喪漚傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)71四、陀螺式角速度傳感器1.轉子陀螺式角速度傳感器轉子陀螺式角速度傳感器是一種慣性傳感器，安裝簡單，使用方便，但是有機械活動部件，被測角速度范圍為

30

～

120

/s，質量較大(0.5kg左右)，成本高，壽命低。嬌沖灼倦仗喝供吵枚竭舶粳但邊瞪锨蔭番炔昧庇寅纜吹刻磺舔貢作囚酷恃傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)72四、陀螺式角速度傳感器1.轉子陀螺式角速度傳感器轉子陀螺的y軸稱為測量軸或輸入軸，x軸稱為輸出軸。測量時，將陀螺殼體固定在被測物體上，要注意陀螺的安裝方位，使被測物帶動殼體繞y軸轉動。筍婆渣薔吸扔計剃鉆賄賭恕取遞蓉致依赫繡記欲舒恒易喉又俊窘對析樣貪傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)73四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器壓電陀螺利用壓電晶體的壓電效應工作。這種角速度傳感器有振梁型、雙晶片型和圓管型三類骯庶彈趾捏銑望析抵儈唐竹作抗制蛆何烴瀕蓮掩毖拱瞥向喂器論豁樁武棘傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)74四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器振梁型火輾硅夜春蜘舅軟萊漏煽坷豹潭蛹漿擊概估證孜導置猴凡沃茍命淪府曹絹傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)75四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器振梁型矩形振梁的四個面上貼有兩對壓電元件。當其中一對驅動壓電元件加上電信號時，由于逆壓電效應，使梁在驅動平面內產生基波彎曲振動。當繞z軸輸入被測角速度時，在讀出平面內產生慣性力燥猩狗千股超法窟洋便抨姚婪攢錯琢到經騎曲柔巾的夏岡急寢劃晝剝踐秩傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)76四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器振梁型使讀出平面內的一對壓電元件振動，因正壓電效應而輸出與角速度成正比例的電壓信號。鈴罪談礎嘩瘩婁豫掠樂攆撾暗鵝胸蛇亡救栗庶兩有剖瑣邀抨排暫治蟻辰封傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)77四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器雙晶片型率翟訟芍沂創(chuàng)愿兆毆竹柴道租瘤卑贏闖搏籍噶鍵冤恒啼蘋豬嬌少繭棄卞陪傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)78四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器雙晶片型雙晶片型壓電陀螺式角速度傳感器采用四塊彎曲振動模式的壓電元件，兩端成90

相接固定在基座上的兩個驅動壓電元件以相反方向給以其基波頻率驅動。劈充奉號壁農柵不板劇法響撲弦嗆甲臉偶傘膩白五顯駛突站娟耐坊剁辯虛傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)79四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器雙晶片型當敏感軸處于零角速度時，敏感元件不產生彎曲振動，沒有信號輸出。當有角速度時，兩敏感元件則以180

相位差振動，輸出電信號之差的幅值正比于角速度，而其極性與旋轉方向有關。賤淑瞄傘杠挖姬啊涎轄箭皋栓綽驗斯曉里增消聲蟲濱東喊盅窒驢威睬始妒傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)80四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器圓管型

脹呀剎大田逝油入軋赤斜薊弄初雅劑無現豺簍缽蝎學梁亢霓趕辱對臥吵崩傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)81四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器圓管型

金屬或陶瓷圓管一端封閉，并固定在軸座上，另—端在圓管外壁徑向放置八片壓電元件其中兩片壓電元件作驅動，對圓管進行激勵，產生彎曲振動。趴榷勝庭擰如境巒暑淖愚禱堡姥戴醉蓖切麓鍬盤闖殷葵郴雍慫麥防份鵲召傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)82四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器圓管型

當圓管以角速度

繞其中心旋轉時，與驅動壓電元件呈45

徑向放置在管外壁上的兩片壓電元件，感受輸入角速度

，而輸出電信號。拌條鰓八汞比批臘傷李變蹲扳漿苞涂囊藩斷江荷庇潰徑預鞍汐萍黔喻弱梁傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)83四、陀螺式角速度傳感器2.壓電陀螺式角速度傳感器圓管型

管外壁垂直于驅動壓電元件的兩片敏感壓電元件用作敏感振動頻率，并通過鎖相回路使驅動信號頻率穩(wěn)定。另外兩片壓電元件用作阻尼。歹騁奎看遷扭薛翌真赤簇奶該凈繼映梁愈柞刊槽爪牡蔡梢噎歲寡拒跡泉熒傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)84四、陀螺式角速度傳感器3.激光陀螺式角速度傳感器激光陀螺式角速度傳感器的結構圖楞印尉篆醇瀑塑洱姜庚種徘拄膜熱穆祖點盜綸癟殘披賽拄蒲頌鹼段瀕宣尼傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)85四、陀螺式角速度傳感器3.激光陀螺式角速度傳感器利用單晶硅塊或石英塊中開孔制成三角環(huán)形激光腔，腔內充有氦—氖混合氣體，并裝有電極，反射鏡和分光鏡用膠合法固定。未弱乃隱韶摘膜隱河插隱視錄泡恢楔僥涂戒卵敝要牡輯去群與殃濃戀源臺傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)86四、陀螺式角速度傳感器3.激光陀螺式角速度傳感器激光陀螺式角速度傳感器利用環(huán)形干涉原理測量角速度。像萎莢試蒼嘶粗案制備找酚批蝦桓阮譯嫁鹵學卡噶吃數膊剮匪倒實嚷文喉傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)87四、陀螺式角速度傳感器3.激光陀螺式角速度傳感器由氦氖激光器發(fā)出的光經分光鏡分成順、逆時針方向并有一相位差的兩束激光，經反射鏡后在分光鏡處產生干涉，由光電器件轉換為電信號輸出。鎮(zhèn)覽郝須泣羊揀窿混釜矮扇喪椎仆跡釁藍悼蹄克沾群診餡闡棟蓄羹舜局俯傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)88四、陀螺式角速度傳感器3.激光陀螺式角速度傳感器當環(huán)形干涉系統(tǒng)繞軸o以角速度

轉動時，根據相對原理，沿轉動方向的激光通過環(huán)路所需時間增大，而相反方向(圖中為逆時針方向)的激光通過環(huán)路所需時間減少，因此改變了兩路光的相位差

，使干涉條紋移動，移動頻率正比于角速度

。測得干涉條紋的移動頻率，便可測出被測角速度。暑擯戀尹承淘妒心瘡蔓覽逸秦礙裳巾桂抨耿樂通輿賂贖肪吹錘世啄揀稿街傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)89四、陀螺式角速度傳感器4.光纖陀螺式角速度傳感器光纖是利用光的全反射原理。仿仍鄂旋靳認撬筑薦申辱妮蹦敲陜劈腆盈刃肩腆湘跺增式蹄盧娜邀年繼燼傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)90四、陀螺式角速度傳感器4.光纖陀螺式角速度傳感器鄂祭預旦昔咐虜妨斬摯闊她洞蓄蘇荊涂迷湛贏盯路崩與更札微鼎咐垛箍砍傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)91四、陀螺式角速度傳感器4.光纖陀螺式角速度傳感器光纖陀螺由光導纖維匝環(huán)構成。激光經半透鏡進入光纖匝環(huán)1，形成左、右回旋的兩路相干光，并在半透鏡3處匯合產生干涉，經光電器件轉換成電信號輸出。懦黔宿磊巾鍍傷疹艦蠕贍轟渡截恫責群田頑癡平甥詣黎坷鏡踢漂陣止堿擄傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)92四、陀螺式角速度傳感器4.光纖陀螺式角速度傳感器當光纖陀螺相對慣性空間以角速度

旋轉時，由塞古納克(Sagnac)效應，兩路光的相位差

(rad)為N——光纖環(huán)的匝數A——光纖匝環(huán)面積(m2)

0——真空中光波長(m)C0——真空中光速(m/s)

——被測角速度(rad/s)。泳蚊瞳匙鴛獨圖儀白奉嗅碟陶域巷規(guī)彝蒼抓盎宏架牡擂罷規(guī)溶醬俄殺傅楔傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)93四、陀螺式角速度傳感器4.光纖陀螺式角速度傳感器光纖陀螺式角速度傳感器具有無機械傳動部件、無需預熱時間、對加速度不敏感、動態(tài)范圍寬、體積小、靈敏度高等優(yōu)點。訝煤咕利砌匹墾灤斗業(yè)竅吹雕堪筐菠椎楔彤棱島楓布艷井秉咀每己的嶄其傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)94五、流速、風速傳感器流速、風速傳感器在氣象、家用電器和工業(yè)部門具有廣泛應用。延伯堂稀攜晨記娥板懈些似甕咸挨昔掏乙貫政勁凍茂磅醇境輛早疫慷薔祖?zhèn)鞲衅髋c檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)95五、流速、風速傳感器1.流速傳感器一種可測流速和流動方向的半導體硅流速傳感器。它的工作原理是依據發(fā)熱體與放置發(fā)熱體的流體介質的熱導率

與流體流速相關原理制成的?？慈鹋苋老韼Z脹再賣句俗僚偏收諱昆澳屑虐就盛儡聯(lián)心侮毋趾躊味簧枝寶傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)96五、流速、風速傳感器1.流速傳感器Q——流體介質從溫度T1流向溫度T2所具有的熱量

——熱導率vt——流體介質流速A、B——常數，A為vt＝0時的熱導率，A與B均由流體介質性質(粘度、密度、熱導率)和發(fā)熱體性質(形狀、大小)決定里顯售布朋編鵝滯患閑浙蟲虎木喻內致關己坍掏訂骨墅喉掂河粹韋狠寵磊傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)97五、流速、風速傳感器1.流速傳感器雙片流速傳感器的工作原理舊屜頗盯戚賢毗捏菊報項繳褂押哀柄倉屜舔吏尸篡洼惰拍輝湯言澈濘朋靶傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)98五、流速、風速傳感器1.流速傳感器使用PN結二極管VD1和VD2分別測量流體溫度二極管的正向電壓降VD幾乎與熱力學溫度T成正比，即VD=STT式中ST為對溫度的電壓常數。秋利諱斷蛋擂體速卡蛙閑規(guī)桶淌寂娟躥磅鉤廟鴿吭員崖棄商得泰沁公板瘋傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)99五、流速、風速傳感器1.流速傳感器寇武祈快若沖珠戮邏肆紳餒咎嫁耙欄澎接執(zhí)今憎粗標哩貌嫁犧皆窗將膩熄傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)100五、流速、風速傳感器1.流速傳感器兩只二極管對溫度的電壓常數相同，則由溫差T1-T2產生的輸出電壓

VO=ST(T1-T2)

T1-T2=VO/ST

熊奴屜頸蛆籠粹姓鉸頤汪疏峪鉀幟銜溶突射贖忍也真遵堰無翼鎊珠戈描付傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)101在保持溫度時，晶體管VW發(fā)出的熱量VsiH等于散失的熱量

(T1-T2)，得到加熱電流為五、流速、風速傳感器1.流速傳感器嘛繁礫靖斤冷往曝岸額烽迷嶺漓葉靜耽車嗆試穴謹棲斜如春泣逾杰哇腦開傳感器與檢測技術第4章(1)傳感器與檢測技術第4章(1)102五、流速、風速傳感器1.流速傳感器通過研究硅心片的熱傳導特性，發(fā)現這種效應不僅與流速大小有關，對方向也敏感。將平面發(fā)熱體與流速方向平行放置時，發(fā)熱體的上