情境六、位移的检测PPT课件

位移检测是指测量几何量，如位移、距离、位置、尺寸、角度和角位移。它是机械加工的一个重要参数。许多参数如力、变形、厚度、间距、振动、速度、加速度等非电量测量也可以转换成位移测量。根据这类传感器的信号输出形式，可分为模拟型和数字型，如表6-1所示。任务感应接近开关用于液位检测。任务要求液位检测在生产线上非常普遍。例如，在装配轴承滚珠时，为了保证轴承的质量，滚珠的直径应该首先进行分类。每个球的直径误差在几微米之内。因此，可以选择电感传感器进行微位移检测，如图6-1所示。知识介绍，首先，感应传感器利用电磁感应原理来转换被测的非电量，如位移、压力、流量、振动等。转化为线圈自感L或互感M的变化，然后测量电路将其转化为电压或电流的变化进行输出。其外形图如图6-2所示。5，1。已知电感传感器，1。自感传感器1)可变间隙电感传感器2)可变面积电感传感器3)螺旋管电感传感器4)差动电感传感器6，1。了解电感传感器，2。差动变压器型传感器，7，1。了解电感传感器，3。涡流传感器1)高频反射涡流传感器2)低频透射涡流传感器8，2。利用电感传感器，电感传感器可以实现信息的远程传输、记录、显示和控制，广泛应用于工业自动控制系统中，主要用于测量微小位移。可转换为位移变化的任何参数，如压力、力、压差、加速度、振动、应变、流速、厚度、液位等。可以通过感应传感器测量。其应用范围主要包括：可测弯曲和挠度；可以测量振荡的振幅高度；尺寸的稳定性是可以控制的。可控定位；可以控制对中率或偏心率。感应传感器也可用作磁性速度开关、齿轮老化棒速度测量等。这些传感器广泛应用于纺织、化纤、机床、机械、冶金、机车和汽车行业的链轮速度检测、链条传送带的速度和距离检测、齿轮寿命计数转速表和汽车保护系统的控制等。此外，这种传感器还可用于进给系统中的小物体检测、物体弹出控制、断开监控、小零件区分、厚度检测和位置控制。感应传感器的优点和缺点感应传感器的主要优点是：(1)结构简单可靠。(2)灵敏度高，0.1m分辨率最高；(3)测量精度高，输出线性度可达0.1%。(4)输出功率较大。在某些情况下，它可以不经放大直接连接到辅助仪器。其缺点是：(1)传感器本身的频率响应不高，不适合快速动态测量。(2)励磁电源的频率和幅值稳定性要求高。(3)传感器的分辨率与测量范围有关。测量范围大，分辨率低，否则分辨率高。10、2、使用电感传感器，2、差动变压器零剩余电压1)零剩余电压的原因。2)消除零残余电压。11，2，使用电感传感器，3，测量电路1)自感传感器的测量电路，2)差动变压器传感器的测量电路，3)涡流传感器的测量电路，1)桥式电路，2)谐振电路，1)调幅，2)调频，12，2，使用电感传感器，3)正反馈电路，13，2，使用电感传感器，4。传感器使用注意事项1)选项2)铁芯材料的选择3)电源频率的选择。14，任务执行。首先，感应传感器的类型选择轴承滚珠的直径应使用感应千分尺进行检测。根据千分尺的检测范围和灵敏度要求，结合电感传感器的相关知识，选择差动线圈插入式铁电感传感器作为检测电感传感器的实际应用，1。差动变压器励磁电源电路。差动变压器相敏检测电路。差动变压器的信号放大电路，16，3。测量参考电路，17，4。总结和调试，1。理解电位计，19。能力扩展，2。电阻式位置传感器用于电位计传感器的一些优秀检测。油量计的工作原理如图6-24所示。邮箱中的剩余油通过测量油箱中油位的高度来测量。任务2的光电传感器用于检测液位和转速。该任务要求在机械、零件和原材料的设计、加工和制造过程中经常检测水平和旋转速度。它被用作保证产品质量和提高生产效率的重要参数。该检测可以利用光电传感器，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度，以及物体形状和工作状态的识别，将非电量转化为光量。它具有非接触、响应快、性能可靠、精度高、使用方便的特点。例如，各种数控机床的位移检测是工业生产中的一项关键技术，它直接关系到机床的加工精度，位移检测可以利用光电传感器等进行。知识介绍，1。理解光电传感器1。光电效应1)外部光电效应2)内部光电效应3)光电效应2。光电器件1)光电管2)光电倍增管3)光敏电阻4)光电二极管23，1。理解光电传感器，5)光电晶体管6)光电池，24，1。了解光电传感器，3。光电编码器1)增量式编码器1)增量式编码器的结构和组成2)增量式编码器的工作原理3)脉冲盘式编码器的方向判别方式2)绝对式编码器1)接触式编码器1，25，1。了解光电传感器2)光电编码器3)电磁编码器4。光栅传感器1)光栅传感器结构，26，1。了解光电传感器，2)莫尔条纹和特征(1)莫尔条纹的形成(2)莫尔条纹的特征(1)对应关系(2)放大(3)平均效应(3)光栅传感器的组成(1)光源(2)光栅对(3)光电接收元件。27、1、了解光电传感器，4)光栅传感器测量位移的原理，28，2，位移传感器的使用，1。光敏电阻的正确使用。29，2，位移传感器的使用，2。正确使用增量式光电编码器1)机床纵向进给速度控制2)高速转速测量3)低速转速测量4)注意事项，30，2，使用位移传感器3。正确使用光栅传感器1)方向辨别电路2)细分技术。31，任务实现，1，位移传感器的选择，32，2，线性光栅位移传感器的实际应用1。传感器安装(1)传感器应尽可能安装在靠近设备工作台的底座表面。(2)根据设备的行程选择传感器的长度。光栅传感器的有效长度应大于设备的行程。(3)标尺光栅固定在机床的工作台上，随着机床的进给而移动。它的有效长度是测量范围。如果长度超过1.5m，应在标尺的中间设置支撑。(4)读数头固定在机床上，安装在标尺光栅下方。读数头与标尺光栅之间的间隙控制在1 1.5毫米，尽可能避免碎屑和油的飞溅。(5)在机床导轨上安装限位装置，防止机床工作时仪表碰到读数头。2.光栅位移传感器的检查(1)光栅传感器安装后，打开数显表，移动工作台，观察读数是否变化。(2)在机床上选择一个点，来回移动工作台回到起点。数字指示器的读数应相同。(3)用千分表和数显表同时检测工作台的运动值，并进行对比校正，确保数显表测量正确。线性光栅位移测量基准电路和测量应用电路(4)及时清理溅在光栅传感器表面的碎片和油污，尽可能增加防护罩，并定期清洁光栅表面。(5)应避免剧烈振动，以防损坏。(6)应避免在腐蚀性强的环境中工作。(1)光电开关主要用于检测物体的接近和通过状态。根据光的方向，光电开关分为两种类型：直射型和反射型。图6-57(a)显示了直接光电开关。该光电开关的发射器和接收器相对设置在一个轴上。如图6-57(b)和(c)所示，反射传感器分为被测物体的镜面反射和漫反射(也称为散射型)。光遮断器和光遮断器也可分为直射型和反射型，如图6-58所示。例如，在复印和打印机中，照片中断器用于检测纸张的有无；检测装配线上细小物体的通过和透明物体的暗标记；检测印刷电路板组件是否丢失，是否有检测物体接近等。图6-59示出了其应用示例。反射式烟雾报警器的原理图和检测电路如图6-60(a)和(b)所示。在图中，灯充当光源和热源。光电带材跑偏检测器主要用于检测带材加工中偏离正确位置的尺寸和方向。常用于冷轧带钢、印染、造纸等生产过程。其原理如图6-61(a)所示，检测装置如图6-61(b)所示。39、任务3霍尔传感器用于测量电机的转速。任务要求在各种车辆和机械设备运行期间检测转速。通常使用磁电传感器。霍尔传感器通常用于测量小型DC电机的转速。将知识引入霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器。它是目前应用最广泛的磁电传感器。可用于检测磁场、微位移、转速、流量和角度，也可用于制作高斯计、电流表、接近开关等。它可以实现非接触测量，在许多情况下，永磁体可以用来产生磁场，而不需要额外的能量。因此，这种传感器广泛应用于自动控制、电磁检测等各个领域。霍尔传感器具有灵敏度高、线性度和稳定性好、体积小、重量轻、频带宽、动态特性好、寿命长和耐高温等特点。了解霍尔传感器，有两种类型：霍尔元件和霍尔集成电路。霍尔传感器的外观如图6-62所示。霍尔传感器，1。霍尔效应2。霍尔元件材料3。霍尔集成传感器1)霍尔开关集成传感器2)霍尔线性集成传感器42，2。霍尔传感器的使用，1。测量电路2。转速测量3。电流测量4。位移测量，43，2。霍尔传感器的使用5。霍尔传感器的使用注意事项(1)使用不同的磁体，检测距离会不同，推荐的磁体直径等于检测对象的直径。(2)霍尔开关驱动感性负载时，电流二极管应并联在负载两端，以避免感性负载动作时瞬态高压脉冲对输出级的影响，保护霍尔开关。(3)为了确保接近开关没有损坏，在接通电源之前，请务必检查接线是否正确，以及批准的电压是否额定。(1)霍尔集成传感器HG用于霍尔传感器选择的速度信号检测。在被测转速的主轴上安装一个非金属圆盘，圆盘的圆周上嵌有磁钢。主轴旋转一次，霍尔传感器发出检测信号。当磁钢与霍尔传感器重合时，霍尔传感器输出低电平，信号由非门H1整形，然后输出高电平，发送到信号控制与门H2。当磁钢离开霍尔元件时，它输出一个高电平，当它被反相为低电平时，信号不能通过信号控制与门。对于霍尔传感器的实际应用，可以用t、46、3、测量参考电路、47、4、汇总调试，如果想再次测量速度，在启动前，先按下AN1、AN2手动复位按钮，让4541内部计数器和速度计数器复位，4541输出也回到高电平状态，此时可以再次测量速度。在CD4511BCD7解码器/驱动器和公共阴极数字管之间应该有一个电阻，用于电流限制。(1)霍尔自动无触点点火器霍尔自动无触点点火器如图6-77所示，磁场极性交替变化，输出一系列与气缸活塞运动同步的脉冲信号，触发晶体管电源开关。点火线圈两端产生高感应电压，使火花塞产生火花放电，完成气缸点火过程。49、2、霍尔无刷DC电机，霍尔无刷DC电机如图6-78所示。50、3、自动供水装置，如图6-79所示。锅炉中的水的流出和关闭由电磁阀控制。电磁阀的打开和关闭由控制电路控制。取水时，需要将铁取水卡放入取水口，取水卡沿非磁性材料制成的滑槽向下滑动。当滑动到磁性感应部件时，传感器输出信号通过控制电路驱动电磁阀打开，以允许水流出水龙头。经过一定的时间延迟后，控制电路关闭电磁阀并停止水流。自动供水装置的电路如图6-80所示。其他磁电传感器，1。磁阻元件，2。磁敏二极管，1)磁敏二极管的基