传感器测量电路VIP免费

第一章传感器及其应用第一章传感器及其应用——常用传感器工作原理和测量电路常用传感器工作原理和测量电路——一一电阻式传感器工作原理电阻式传感器工作原理电阻式传感器电阻式传感器测量原理测量原理::被测的非电量被测的非电量ΔΔRR电量输出电量输出其其基本基本原理为：原理为：设有一根长度为设有一根长度为LL，截，截面积为面积为AA，电阻率为，电阻率为ρρ的金属丝，则它的金属丝，则它的电阻值的电阻值RR可用下式表示：可用下式表示：AlR三个参数：长度L，截面积A，电阻率ρ，如果发生变化，则它的电阻值R随之发生变化，构成不同电阻传感器：1、长度L发生变化——电位器式传感器；2、截面积A、长度L发生变化——电阻应变片传感器；3、电阻率ρ发生变化——热敏电阻、光导性光检测器等。电位器式传感器电位器式传感器通过滑动触点把位移转换为电阻丝的长通过滑动触点把位移转换为电阻丝的长度变化，从而改变电阻值大小，进而再度变化，从而改变电阻值大小，进而再将这种变化值转换成电压或电流的变化将这种变化值转换成电压或电流的变化值。值。电位器式传感器分为直线位移型、角位移型和非线性型等，如图所示。•电位器式传感器一般采用电位器式传感器一般采用电阻分压电路电阻分压电路，，将电参量将电参量RR转换为电压输出给后续电路，转换为电压输出给后续电路，如图所示。当触头移动时，输出电压为：如图所示。当触头移动时，输出电压为：LxRRxLuu1Lio二电容式传感器工作原理二电容式传感器工作原理0rSSCddS——极板相对覆盖面积；d——极板间距离；εr——相对介电常数；ε0——真空介电常数，；ε——电容极板间介质的介电常数。δSε变极距(δ）型:(a)、(e)变面积型(S)型:(b)、(c)、(d)、(f)、(g)（h）变介电常数(ε)型:（i）～(l)1.1.变极距型电容传感器变极距型电容传感器dsCr00200001)1(1ddddCddCddsCCCr非线性关系若△d/d<<1时，则上式可简化为ddCCC00若极距缩小△d最大位移应小于间距的1/10差动式差动式改善其非线性初始电容2.2.变面积型电容传感器变面积型电容传感器当动极板相对于定极板沿着长度方向平移时，其电容变化量化为dbxaCCCr)(00△C与△x间呈线性关系电容式角位移传感器0000dsCr00000(1)rsCCCd当θ=0时当θ≠0时传感器电容量C与角位移θ间呈线性关系3.3.变介电常数型电容式传感器变介电常数型电容式传感器dDhCdDhdDHdDhHdDhCln)(2ln)(2ln2ln)(2ln21011dDHCln20初始电容电容式液位传感器电容与液位的关系为：44电容式传感器的应用电容式传感器的应用(1)(1)电容式差压传感器电容式差压传感器(2)(2)电容式加速度传感器电容式加速度传感器(3)(3)电容式振动位移传感器电容式振动位移传感器三电感式传感器工作原理三电感式传感器工作原理11自感式传感器自感式传感器li——各段导磁体的长度；Ui——各段导磁体的磁导率；Si——各段导磁体的截面积；δ——空气隙的厚度；U0——真空磁导率;S——空气隙截面积SSlNLiii02/2//线圈自感S,fLSfL21fL变气隙型传感器变截面型传感器变间隙式电感传感器变间隙式电感传感器2mNLR2mNLR传感器由线圈、铁心和衔铁组传感器由线圈、铁心和衔铁组成。工作时衔铁与被测物体连成。工作时衔铁与被测物体连接，被测物体的位移将引起空接，被测物体的位移将引起空气隙的长度发生变化。由于气气隙的长度发生变化。由于气隙磁阻的变化，导致了线圈电隙磁阻的变化，导致了线圈电感量的变化感量的变化。。线圈电感：线圈电感：2mNLRNN为线圈匝数，为线圈匝数，RRmm为磁路总磁阻。为磁路总磁阻。特点：灵敏度高，非线性误差较大，特点：灵敏度高，非线性误差较大，制作装配比较困难。制作装配比较困难。变面积型电感传感器变面积型电感传感器气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对覆盖面积随被测量气隙长度不变，铁心与衔铁之间相对覆盖面积随被测量的变化面而改变，从而导致线圈的电...