位移与振动检测仪表

1、第五章 位置检测仪表 位置检测实际上就是位移的检测,是线位移和角位移检测的统称。常用的位移检测仪表：电位器式位移检测仪表； 电容式位移检测仪表；电感式位移检测仪表； 变磁阻式位移检测仪表；差动变压器式位移检测仪表；应变式位移检测仪表；光导式位移检测仪表； 振弦式位移检测仪表；数字式位移检测仪表； 电位器式角位移检测仪表第一节 差动变压器式位移检测仪表一、结构和工作原理一、结构和工作原理 变压器式传感器是变压器式传感器是将非电量转换为线圈间互感将非电量转换为线圈间互感MM的的一种磁电机构一种磁电机构，很象变压器的工作原理，因此常称变压器，很象变压器的工作原理，因此常称变压器式传感器。这种传感器多

2、采用差动形式。式传感器。这种传感器多采用差动形式。 变气隙型变气隙型 螺管型螺管型设在磁心上绕有两个线圈、，一次侧线圈通入激励电流，它将产生磁通，在二次侧线圈中产生互感电势，其表达式为设则故dtIMddtd1120UtjMeII11tjMeIjI11dtd10IMjU110LjRUMjU等效电路初级线圈的电流为： ，在次级线圈中感应出电压则输出为：则，幅值为： 1111/IeRj L1121IMje1222IMje1221221211eeeejMMRj L 12122211MMeeRL212112)(2LRMee212112)(2LRMee 铁芯处于中间位置时,M1=M2=M,e2=0; (2

3、)铁芯左移, M1=M+M, M2=M-M , 与e21同相。 (3)铁芯右移, M1=M-M, M2=M+M , 与e22同相。212112)(2LRMee二、差动变压器式位移检测仪表在反应堆中的应用测量燃料和包壳伸长度三、控制棒棒位的检测系统1、控制棒棒位检测系统的作用（1）探测停堆棒、调节棒和短棒在堆芯中的位置，在控制室内提供持久的位置显示，以便发现运行故障并报警；（2）给出控制棒的“棒到底”和“棒到顶”信号及控制棒之间的失步信号；（3）为控制和保护系统提供必要的联锁信号。2、控制棒棒位测量系统的组成 棒位传感器（探测器） 操作与信号变换装置 报警与指示器三部分组成 3、棒位传感器 棒位

4、传感器是控制棒位置的发讯器。 （1）主要有三种形式 可变变压器型 舌簧开关型 差动变压器型 （2）工作原理 初级线圈通以交流220V电压，次级线圈是差分连接的31个线圈。将这31个线圈组合起来形成5个数码通道：A、B、C、D、E，能够得到格兰码（GRAY码）。当控制棒的端头位于两个探测线圈之间时，格兰码提供了一个位置信号。对应于30个间隔共有30个位置测点。每个位置由30个发光二极管显示控制棒的30个位置。 规定两探测器线圈之间隔127mm,棒移动一步的行程是15.875mm，因此每个间隔是八步，测量区棒移动240步。4、棒位检测装置 由两个独立的显示棒位的模拟显示系统和数字显示系统组成。（1

5、）.模拟显示系统 将格兰码变换成二进制码经过整形、D/A变换得到一个模拟信号，每个控制棒棒位都利用单独仪表指示。（2）.数字显示系统 对控制棒驱动机构逻辑控制装置中产生的步进脉冲进行计数，以数字显示控制棒的位置。 两个系统互相独立，互相监督。3 .棒上、下极限位置监测 探测器的上、下终端各设置一个与其它不相联的独立线圈，作为每个棒极限位置探测器。最后提升的一组棒提升到极限位置后，产生闭锁信号C11，它闭锁所有控制棒组件的自动提升。4 . 控制棒位置监视（1）“测量位置”与“指定位置”比较（2） “插入极限位置”报警 插入低限（Z-ZL 10）报警，按正常调硼程序加硼； 插入特低限（Z-ZL 0

6、）报警，立即加硼。5. 棒位监测装置的技术指标1. 测量范围为232步（实际为228步)，每步15.875mm;2. 不管温度高低，棒速快慢，测量精度均为满刻度的5%(12机械步距);正常温度下，棒低速移动，测量精度为6机械步距;正常温度下，棒快速移动，测量精度为8机械步距；3. 传感器上装电缆连结器（直径17mm），电缆约150m；4. 初级线圈电压：220V （10 %15%）,50Hz或60Hz。第二节 涡流型位移检测仪表一、工作原理一、工作原理 金属导体置于变化着的磁场中，导体内就金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，称之为电涡流或涡流。这种会产生感应电流，称之为电涡流或

7、涡流。这种现象称为涡流效应。涡流式传感器就是在这种现象称为涡流效应。涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。涡流效应的基础上建立起来的。 涡流产生磁场涡流产生磁场H2,H2,从而使原线圈的电感、阻从而使原线圈的电感、阻抗和品质因数发生变化。抗和品质因数发生变化。 分类：高频反射式和低频透射式两类。分类：高频反射式和低频透射式两类。 特点：结构简单、灵敏度高、适用性强，易于特点：结构简单、灵敏度高、适用性强，易于非接触测量。非接触测量。 用途：可测量振动、位移、温度、转速、厚度、用途：可测量振动、位移、温度、转速、厚度、无损探伤。无损探伤。 等效电路由基尔霍夫定律可得：1 11 121

8、22220R Ij L Ij MIEj MIR Ij L I解方程组，得线圈的等效阻抗线圈的等效电感)()(22222221222222211LLRMLjRLRMREI)()(2222222122222221LLRMLjRLRMRZ22222221)(LLRMLL 由上分析可知：高频回路阻抗Z与被测体材料的电阻率、磁导率、激励频率以及传感器与被测导体的距离有关，即 若能控制其中大部分参数恒定不变，而只改变其中一个参数，这样阻抗就能成为这个参数的单值函数。 如；被测导体材料与激励频率一定时，阻抗值就是距离的单值函数，即 可做成涡流式位移传感器。),(dffZ)(dfZ 二、涡流型位移检测仪表在核反应堆中的应用-测量燃料伸长度第六章 振动检测仪表一、概述振动测量的内容（1）振动基本参数的测量 测量振动物体上某点的位移、速度、加速度、频率和相位。（2）结构或部件的动态特性的测量1