智能傳感器檢測(cè)與應(yīng)用技術(shù) 課件 -項(xiàng)目六 位移的檢測(cè)

智能傳感器檢測(cè)與應(yīng)用技術(shù)主編楊杰忠葉光顯鄒火軍主編楊杰忠葉光顯鄒火軍副主編黃浩兵林雙媚韋玉秋

參編農(nóng)晴晴莫小軍李仁芝秦文芳王棟平

韋文杰楊天明韋克寧黃旭張國(guó)峰唐國(guó)永陳軍主編黃浩兵林雙媚韋玉秋

參編農(nóng)晴晴莫小軍李仁芝秦文芳王棟平

韋文杰楊天明韋克寧黃旭張國(guó)峰唐國(guó)永陳軍“十四五”職業(yè)教育智能制造技術(shù)應(yīng)用專業(yè)系列教材項(xiàng)目6位移的檢測(cè)1．掌握電位器式位移傳感器的工作原理及典型應(yīng)用。2．掌握電感式位移傳感器的工作原理及典型應(yīng)用。3．掌握光柵式位移傳感器的工作原理及典型應(yīng)用。知識(shí)目標(biāo)：1．能認(rèn)識(shí)常見位移傳感器并了解其結(jié)構(gòu)及特性。2．會(huì)直線位移和角位移的測(cè)量。3．能掌握差動(dòng)螺線管式電感傳感器測(cè)量位移的方法和步驟，并會(huì)光柵式位移傳感器的安裝與檢修方法。能力目標(biāo)：

本項(xiàng)目主要包括模擬式位移傳感器檢測(cè)位移、數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移2個(gè)任務(wù)，要求學(xué)生通過這2個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步掌握電感式位移傳感器的工作過程及使用方法，加深對(duì)光柵式位移傳感器的工作原理的理解，學(xué)會(huì)光柵式位移傳感器的安裝步驟及簡(jiǎn)單故障的判斷方法。項(xiàng)目描述目標(biāo)與描述知識(shí)目標(biāo)1．掌握電位器式位移傳感器的工作原理。2．掌握電位器式位移傳感器的典型應(yīng)用。3．了解電感式位移傳感器的分類、結(jié)構(gòu)。4．掌握電感式位移傳感器的工作原理及典型應(yīng)用。能力目標(biāo)用差動(dòng)螺線管式電感傳感器測(cè)量位移。工作任務(wù)

模擬式位移傳感器有電位器式位移傳感器、電阻應(yīng)變式位移傳感器、電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、超聲波式位移傳感器、光電式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。本任務(wù)是通過學(xué)習(xí)，了解模擬式位移傳感器的結(jié)構(gòu)、特性及工作原理，并能用差動(dòng)螺線管式電感傳感器測(cè)量位移。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電位器是一種常用的電子元件，廣泛應(yīng)用于各種電氣和電子設(shè)備中。它是一種把機(jī)械的直線位移和角位移轉(zhuǎn)換為與它呈一定函數(shù)關(guān)系的電阻和電壓的傳感元件。電位器式位移傳感器與電阻應(yīng)變式位移傳感器、壓阻式位移傳感器一樣都屬于電阻式位移傳感器。電位器式位移傳感器有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)、輸出信號(hào)大等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是分辨力有限、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差。電位器式位移傳感器的外形如圖6-1-1所示。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)圖6-1-1電位器式位移傳感器的外形一、金屬物體的位置檢測(cè)（a）直線位移傳感器（b）角位移傳感器任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

1．電位器式位移傳感器的結(jié)構(gòu)及原理電位器式位移傳感器由電阻元件、電刷和骨架等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖6-1-2所示。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)圖6-1-2電位器式位移傳感器的結(jié)構(gòu)一、金屬物體的位置檢測(cè)任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

1．電位器式位移傳感器的結(jié)構(gòu)及原理圖6-1-3所示為常用的直線位移傳感器的原理示意圖，其電阻元件由金屬電阻絲繞成，電阻絲橫截面積相等，電阻沿長(zhǎng)度分布均勻。設(shè)電位器全長(zhǎng)為xmax，總電阻為Rmax，則當(dāng)電刷由A到B移動(dòng)x距離后，A到電刷間的電阻為項(xiàng)目6位移的檢測(cè)圖6-1-3常用的直線位移傳感器的原理示意圖一、金屬物體的位置檢測(cè)式中 kr——電位器的電阻靈敏度。任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

1．電位器式位移傳感器的結(jié)構(gòu)及原理角位移傳感器的原理與直線位移傳感器的原理相同，如圖6-1-4所示，角位移傳感器的電阻與角度的關(guān)系為項(xiàng)目6位移的檢測(cè)圖6-1-4角位移傳感器的原理示意圖一、金屬物體的位置檢測(cè)電壓與角度的關(guān)系為式中 ——電位器的電壓靈敏度。由此可見，電位器式位移傳感器就是將直線位移和角位移的變化轉(zhuǎn)換為電刷觸點(diǎn)的移動(dòng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為輸出電阻、電壓或電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)位移檢測(cè)。任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

2．電位器式位移傳感器的應(yīng)用圖6-1-5所示為電位器式位移傳感器測(cè)量壓力的原理示意圖，其原理是利用彈性元件（如彈簧管、膜片或膜盒）將被測(cè)的壓力信號(hào)變換為彈性元件的位移，然后將此位移轉(zhuǎn)換為電刷觸點(diǎn)的移動(dòng)，從而引起輸出電壓或電流的相應(yīng)變化。在彈性元件膜盒的內(nèi)腔，施加被測(cè)流體壓力，在此壓力作用下，膜盒中心產(chǎn)生位移，推動(dòng)杠桿上移，使曲柄軸帶動(dòng)電刷在電位器電阻絲上滑動(dòng)，從而使傳感器的電阻發(fā)生變化，最后輸出一個(gè)與被測(cè)壓力成正比的電壓信號(hào)。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)圖6-1-5電位器式位移傳感器測(cè)量壓力的原理示意圖一、金屬物體的位置檢測(cè)任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器是利用電磁感應(yīng)定律將被測(cè)非電量（如位移、壓力、流量、振動(dòng)速度等）轉(zhuǎn)換為線圈自感量或互感量的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量。電感式位移傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、測(cè)量精度高、線性度好、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及自動(dòng)化系統(tǒng)。其不足之處是頻率響應(yīng)較低，不宜用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器1）自感當(dāng)一個(gè)線圈中電流i變化時(shí)，該電流產(chǎn)生的磁通p也隨之變化，因而線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，這種現(xiàn)象稱為自感，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。自感式位移傳感器就是通過測(cè)量線圈自感的變化從而確定被測(cè)量大小的。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器2）自感式位移傳感器的結(jié)構(gòu)及原理自感式位移傳感器也稱為變磁阻式傳感器，主要由線圈、鐵芯、銜鐵三部分組成，其中鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料制成。線圈的自感系數(shù)計(jì)算公式為項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移式中 L——自感系數(shù)； Rm——磁路的總磁阻； N——線圈的匝數(shù)。該式表明，在線圈的匝數(shù)N一定的情況下，自感系數(shù)L與總磁阻Rm成反比。如果改變總磁阻Rm的大小，就可以改變線圈的自感系數(shù)L。自感式位移傳感器就是利用這個(gè)原理制成的。自感式位移傳感器的種類較多，常見的有變氣隙式自感位移傳感器、變截面式自感位移傳感器、螺線管式自感位移傳感器及差動(dòng)式自感位移傳感器等。任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器2）自感式位移傳感器的結(jié)構(gòu)及原理圖6-1-6所示為自感式液位檢測(cè)裝置。當(dāng)液位升高時(shí)，液體對(duì)浮子有浮力作用，使浮子上升，磁鐵上移，電感變化，原來的平衡狀態(tài)被破壞，輸出信號(hào)發(fā)生變化，從而檢測(cè)出液位的變化。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-6自感式液位檢測(cè)裝置任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器3）變氣隙式自感位移傳感器的工作原理變氣隙式自感位移傳感器的結(jié)構(gòu)如圖6-1-7所示。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料（如硅鋼片或坡莫合金）制成，在鐵芯和銜鐵之間有氣隙，氣隙厚度為，傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。當(dāng)被測(cè)物體帶動(dòng)銜鐵移動(dòng)時(shí)，氣隙厚度發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感量變化，因此只要能測(cè)出這種電感量的變化，就能確定銜鐵位移量的大小和方向。變氣隙式自感位移傳感器受靈敏度和線性度的制約只適用于測(cè)量微小位移（0.01～0.1mm）。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器3）變氣隙式自感位移傳感器的工作原理

項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-7變氣隙式自感位移傳感器的結(jié)構(gòu)任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器3）變氣隙式自感位移傳感器的工作原理在實(shí)際測(cè)量使用中，為減小非線性誤差，提高靈敏度，多采用差動(dòng)變隙式自感位移傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖6-1-8所示。

項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-8差動(dòng)變隙式自感位移傳感器的結(jié)構(gòu)任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。1．自感式位移傳感器3）變氣隙式自感位移傳感器的工作原理差動(dòng)變隙式自感位移傳感器由兩個(gè)相同的線圈和磁路組成。當(dāng)被測(cè)物體通過導(dǎo)桿，銜鐵移動(dòng)偏離中間位置時(shí)，兩個(gè)回路中磁阻發(fā)生大小相等、方向相反的變化，形成差動(dòng)輸出。使用時(shí)，兩個(gè)線圈連接成交流電橋的相鄰橋臂，另兩個(gè)橋臂由電阻組成。與單線圈自感位移傳感器相比，差動(dòng)變隙式自感位移傳感器的靈敏度提高了一倍，線性度得到了改善，并且差動(dòng)變隙式自感位移傳感器的電感結(jié)構(gòu)可消除溫度、噪聲等造成的影響。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器互感式位移傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，其外形如圖6-1-9所示。它是把被測(cè)的機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為線圈互感變化的傳感器。由于該傳感器將次級(jí)線圈用差動(dòng)形式連接，所以又稱為差動(dòng)變壓器式位移傳感器。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-9互感式位移傳感器的外形任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器現(xiàn)大多采用螺線管式差動(dòng)變壓器測(cè)量位移，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-1-10所示。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-10螺線管式差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器圖6-1-11所示為螺線管式差動(dòng)變壓器的工作原理示意圖。它以初級(jí)線圈作激勵(lì)源，次級(jí)線圈由兩個(gè)完全相同的線圈反相串接而成。當(dāng)初級(jí)線圈L1加以激勵(lì)電壓Ui時(shí)，產(chǎn)生激勵(lì)電流，由此在線圈中產(chǎn)生磁通，則在兩個(gè)次級(jí)線圈L21和L22中便會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E21和E22。若變壓器的結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，則當(dāng)銜鐵處于初始平衡位置時(shí)，兩互感系數(shù)M1=M2（互感系數(shù)由磁路的結(jié)構(gòu)尺寸決定）。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，必有E21=E22。由于變壓器兩次級(jí)線圈反向串聯(lián)，因而Uo=E21-E22=0，即差動(dòng)變壓器輸出電壓為零。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器當(dāng)銜鐵向上移動(dòng)時(shí)，由于磁阻的影響，L1中磁通將大于L2中磁通，便導(dǎo)致M1>M2，因而E21>E22；反之，E21<E22。所以當(dāng)E21、E22隨著銜鐵的位移發(fā)生變化時(shí)，Uo也將隨銜鐵的位移變化而變化，這也就是互感式位移傳感器的工作原理。

項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-11螺線管式差動(dòng)變壓器的工作原理示意圖任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器1）測(cè)量電路互感式位移傳感器的輸出電壓是幅值受銜鐵位移調(diào)制的交流信號(hào)，若用交流電壓表直接測(cè)量，則只能反映銜鐵位移的大小，而不能反映移動(dòng)的方向。因此，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，互感式位移傳感器常采用專門的測(cè)量電路——差動(dòng)相敏檢波電路和差動(dòng)整流電路，在此不再贅述?；ジ惺轿灰苽鞲衅髋c自感式位移傳感器相比，靈敏度、精度更高，線性范圍更大，工作可靠，抗干擾性強(qiáng)。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用電感式位移傳感器由于自身頻率響應(yīng)低，不適用于高頻動(dòng)態(tài)值的測(cè)量。它主要用于測(cè)量位移和可以轉(zhuǎn)換成位移量的機(jī)械量，如張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、流量、厚度、液位、相對(duì)密度、轉(zhuǎn)矩等物理量。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（1）互感式位移傳感器測(cè)量壓力。圖6-1-12所示為互感式位移傳感器測(cè)量壓力的原理示意圖項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-12互感式位移傳感器測(cè)量壓力的原理示意圖任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（1）互感式位移傳感器測(cè)量壓力。當(dāng)傳感器沒有檢測(cè)到壓力時(shí)，膜盒在初始位置狀態(tài)，固接在膜盒中心的銜鐵位于差動(dòng)變壓器的中間位置，此時(shí)，輸出電壓為零。當(dāng)有壓力作用于接頭時(shí)，此壓力被接頭傳入膜盒，使得膜盒受外界壓力而膨脹或收縮，固接在膜盒中心的銜鐵隨膜盒的膨脹或收縮而在差動(dòng)變壓器線圈中移動(dòng)，使得差動(dòng)變壓器兩線圈產(chǎn)生的信號(hào)電壓發(fā)生變化，此變化的電壓經(jīng)電子電路檢波、整形和放大后輸出并顯示，從而實(shí)現(xiàn)壓力的檢測(cè)。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（2）互感式位移傳感器測(cè)量加速度。圖6-1-13所示為互感式位移傳感器測(cè)量加速度的原理示意圖。它是由懸臂梁和差動(dòng)變壓器構(gòu)成的。測(cè)量時(shí)，將懸臂梁底座與差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定，將銜鐵的A端與被測(cè)物體相連，此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件，它的位移與被測(cè)加速度成正比，使加速度的測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量。當(dāng)被測(cè)物體帶動(dòng)銜鐵以ax(t)位移時(shí)，導(dǎo)致差動(dòng)變壓器的輸出電壓也按相應(yīng)規(guī)律變化。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移圖6-1-13互感式位移傳感器測(cè)量加速度的原理示意圖任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（2）互感式位移傳感器測(cè)量加速度。圖6-1-13所示為互感式位移傳感器測(cè)量加速度的原理示意圖。它是由懸臂梁和差動(dòng)變壓器構(gòu)成的。測(cè)量時(shí)，將懸臂梁底座與差動(dòng)變壓器的線圈骨架固定，將銜鐵的A端與被測(cè)物體相連，此時(shí)傳感器作為加速度測(cè)量中的慣性元件，它的位移與被測(cè)加速度成正比，使加速度的測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰频臏y(cè)量。當(dāng)被測(cè)物體帶動(dòng)銜鐵以ax(t)位移時(shí)，導(dǎo)致差動(dòng)變壓器的輸出電壓也按相應(yīng)規(guī)律變化。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1模擬式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（2）互感式位移傳感器測(cè)量加速度?；ジ惺轿灰苽鞲衅骶哂辛己玫沫h(huán)境適應(yīng)性、使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高和分辨率高等特點(diǎn)。使用時(shí)只要把傳感器的殼體夾固在參照物上，其測(cè)桿頂（或夾固）在被測(cè)點(diǎn)上，就可以直接測(cè)量物體間的相對(duì)變位。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)1

數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（2）互感式位移傳感器測(cè)量加速度。互感式位移傳感器具有良好的環(huán)境適應(yīng)性、使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高和分辨率高等特點(diǎn)。使用時(shí)只要把傳感器的殼體夾固在參照物上，其測(cè)桿頂（或夾固）在被測(cè)點(diǎn)上，就可以直接測(cè)量物體間的相對(duì)變位。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移知識(shí)目標(biāo)1．了解光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)及工作原理。2．熟悉工業(yè)控制系統(tǒng)中光柵式位移傳感器常用的位移檢測(cè)方法。3．掌握光柵式位移傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的安裝工藝、調(diào)試步驟和維修方法。4．掌握光柵式位移傳感器的連接方式及應(yīng)用場(chǎng)合。能力目標(biāo)會(huì)進(jìn)行光柵式位移傳感器的安裝及調(diào)試。工作任務(wù)

數(shù)字式位移傳感器將被測(cè)位移以數(shù)字形式表示，它具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍大、分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。常用的數(shù)字式位移傳感器有光柵式位移傳感器、磁柵式位移傳感器、光電編碼器、感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)變壓器等。本任務(wù)是通過學(xué)習(xí)，了解光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)及工作原理，并能進(jìn)行光柵式位移傳感器的安裝及調(diào)試。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

電感式位移傳感器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理不同，可分為自感式位移傳感器和互感式位移傳感器兩種。2．互感式位移傳感器2）互感式位移傳感器的應(yīng)用（2）互感式位移傳感器測(cè)量加速度?；ジ惺轿灰苽鞲衅骶哂辛己玫沫h(huán)境適應(yīng)性、使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高和分辨率高等特點(diǎn)。使用時(shí)只要把傳感器的殼體夾固在參照物上，其測(cè)桿頂（或夾固）在被測(cè)點(diǎn)上，就可以直接測(cè)量物體間的相對(duì)變位。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)二、電感式位移傳感器檢測(cè)位移任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

光柵式位移傳感器是基于莫爾條紋的光學(xué)原理而制成的測(cè)量直線位移和角位移的傳感器。圖6-2-1所示為部分光柵式位移傳感器的實(shí)物外形。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)一、光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)（a）絕對(duì)式光柵角位移傳感器（b）增量式光柵角位移傳感器（c）光纖式光柵位移傳感器圖6-2-1部分光柵式位移傳感器的實(shí)物外形任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

光柵式位移傳感器主要由光源、透鏡、主光柵（標(biāo)尺光柵）、指示光柵和光電接收元件組成，其結(jié)構(gòu)如圖6-2-2所示。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)一、光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)圖6-2-2光柵式位移傳感器的結(jié)構(gòu)任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

所謂光柵，就是由等寬等間距的平行狹縫所組成的光學(xué)器件。光柵按光線的走向分，可分為透射式光柵和反射式光柵兩大類；按用途來分類，光柵又分為直線光柵和圓光柵兩種。透射式光柵是在光學(xué)玻璃基體上均勻地刻畫間距、寬度相等的條紋，形成斷續(xù)的透光區(qū)和不透光區(qū)。反射式光柵一般用不銹鋼作基體，用化學(xué)的方法制作出黑白相間的條紋，形成強(qiáng)光反光區(qū)和不反光區(qū)。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)一、光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

直線光柵用于長(zhǎng)度的測(cè)量，圓光柵用于角度的測(cè)量。測(cè)量位移的直線光柵的結(jié)構(gòu)如圖6-2-3所示。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)一、光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)圖6-2-3測(cè)量位移的直線光柵的結(jié)構(gòu)任務(wù)2數(shù)字式位移傳感器檢測(cè)位移

圖6-2-3中，a為刻線寬度，b為縫隙寬度，則W=a+b稱為光柵的柵距（也稱為光柵常數(shù)）。通常a=b，或a∶b=1.1∶0.9。線紋寬度一般為200線/mm、100線/mm、50線/mm、25線/mm、10線/mm，標(biāo)尺光柵的有效長(zhǎng)度即測(cè)量范圍。指示光柵比標(biāo)尺光柵短得多，但兩者刻有同樣的柵距。在測(cè)量角位移的圓光柵中，其光柵兩條相鄰刻線的中心線的夾角為角節(jié)距，線紋密度一般為每周（360°）100～12600不等的線。對(duì)于圓光柵，這些線紋是等柵距角的向心條紋。柵距和柵距角是決定光柵光學(xué)性質(zhì)的基本參數(shù)。項(xiàng)目6位移的檢測(cè)一、光柵式位移傳感器的外形、結(jié)構(gòu)圖6-2-3測(cè)量位移的直線光