电力自动检测

1、电阻式传感器一、热电阻式传感器一、热电阻式传感器 热电阻是利用导体的电阻率随温度而变化这一物理现象来测量温度的.几乎所有的物质都具有这一特性,但作为测温用的热电阻应该具有以下特性:（1）电阻值与温度变化具有良好的线性关系.（2）电阻温度系数大,便于精确测量.（3）电阻率高,热容量小,反映速度快.（4）在测温范围内具有稳定的物理性质和化学性质.（5）材料质量要纯,容易加工复制,价格便宜 根据以上特性,最经常用的材料是铂和铜,在低温测量中则使用铟,锰及碳等材料制成的热电阻.一、热电阻式传感器一、热电阻式传感器1、铂电阻 铂易于提纯,物理化学性质稳定,电阻率较大,能耐较高的温度,因此用铂电阻作为复现

2、温标的基准器.铂电阻的电阻值与温度之间的关系可用下式表示:一、热电阻式传感器一、热电阻式传感器（2）铜电阻 铂是贵重金属,因此在一些测量精度要求不高,测温范围较小的情况下,普遍采用铜电阻.铜电阻具有较大的电阻温度系数,材料容易提纯,铜电阻的阻值与温度之间接近线性关系,铜的几个比较便宜,所以铜电阻在工业上得到广泛应用.铜电阻的缺点是电阻率较小,稳定性也较差,容易氧化.铜电阻的组织与温度之间的关系为一、热电阻式传感器二、热敏电阻 热敏电阻是一种利用半导体制成的敏感元件,其特点是电阻率随温度而显著变化.热敏电阻因其电阻温度系数大,灵敏度高;热惯性小;反应速度快;体积小;结构简单;使用方便,寿命长,易

3、于实现远距离测量等特点得到广泛地应用. 热敏电阻的阻值与温度之间的关系可以用下式表示一、热电阻式传感器二、热敏电阻 根据电阻值的温度特性,热敏电阻有正温度系数,负温度系数和临界热敏电阻几种类型.热敏电阻的结构可以氛围柱状,片状.珠状和薄膜状等形式. 热敏电阻的热电特性曲线如图2-22所示.一、热电阻式传感器3、热电阻式传感器的应用 （1）热电阻式流量计散热情况受介质流速的影响.放在温度与流体相同,但不受介质流速影响的小室中,当介质处于静止状态时,电桥处于平衡状态,流量计没有指示.当介质流动时,会带走热量,温度的变化引起阻值变化,电桥失去平衡而有输出,电流计的知识直接反映了流量的大小.一、热电阻

4、式传感器(二)热敏电阻的应用1.半导体点温计热敏电阻和适合作点温计,因为它的体积小,响应速度快.2.热敏电阻用于热保护利用热敏电阻可以对特定的温度进行监视,3.液面位置传感器作液面位置传感器用的热敏电阻通以电流将引起自身发热.4.热敏电阻湿度传感器 由于开放型的感湿热敏电阻与密封的热敏电阻处于两种环境之中,因此不平衡电桥输出的信号就和环境湿度有一定的关系.电容式传感器3.1电容式传感器的工作原理 电容式传感器的基本工作原理可以用图3-1所示的平板电容器来说明.设两极板相互覆盖的有效面积为A,两极板间的距离为d,极板间介质的介电常数为,在忽略极板边缘影响的条件下,平板电容器的电容。 电容式传感器

5、可以分成三种类型:改变极板面积的变面积式;改变极板距离的变间隙式;改变介电常数的变介电常数式.dAC3.2 电容式传感器的类型及特性3.2.1变面积式电容传感器 当动极板移动后,覆盖面积就发生了变化,电容也随之改变,其值为： 电容因位移而产生的变化量为： 其灵敏度为 增加b或d减小均可提高传感器的灵敏度.xdbCdxabC0)(dbxcKaxCxdbCCC003.2 电容式传感器的类型及特性3.2.2变间隙式电容传感器 变间隙式电容传感器的原理图； 当活动极板移动后,其电容量为： 当xd时 则 电容C与x不是线性关系,只有xd时,才可以认为是近似线性关系,同时还可以看出,要提高灵敏度,应减小起

6、始间隙d.但当d过小时,又容易引起击穿,同时加工精度要求也高了.为此,一般是在极板间放置云母,塑料膜等介电常数高的物质来改善这种情况.在实际应用中,为了提高灵敏度,减小非线性,可采用差动式结构.dAC022011dxdxCxdAC1122dx)1 (0dxCC3.2 电容式传感器的类型及特性3.2.3 变介电常数式电容传感器 当电容式传感器中的电介质改变时,其介电常数变化,从而引起了电容量发生变化.此类传感器的结构形式有很多种,图3-5为介质面积变化的电容式传感器.这种传感器可用来测量物位或液位,也可以测量位移.电容C与位移x呈线性关系.2121210012122111)(ddlxCCddxl

7、bddbxCCCBA3.3 电容式传感器的测量电路 用于电容式传感器的测量电路很多,常见的电路有:普通交流电桥,紧耦合电感臂电桥,变压器电桥,双T电桥电路,运算放大器测量电路,脉冲调制电路,调频电路.3.3 电容式传感器的测量电路3.3.1普通交流电桥 为由电容C、C0和阻抗Z、Z组成的交流电桥测量电路,其中C为电容传感器的电容, Z为等效配接阻抗, C0和Z分别为固定电容忽然阻抗.电桥初始状态调至平衡,当传感器电容C变化时,电桥失去平衡而输出电压,此交流电压的幅值随C而变化. Z为电容臂阻抗; 为传感器电容变化时对应的阻抗增量; 为电桥输出端放大器的输入阻抗.iZZZZZZZUZZU)(21

8、1103.3 电容式传感器的测量电路3.4 电容式传感器的应用 3.4.1电容式压力传感器 该传感器由金属活动膜片与电镀有金属膜的玻璃圆片固定电极组成.在被测压力的作用下,膜片弯向低压的一边,从而使一个电容增加,另一个电容则减少,电容变化的大小反映了电压变化的大小.3.4 电容式传感器的应用3.4.2 电容式加速度传感器 图3-16是一种空气阻尼的电容式加速度计.该传感器有两个固定电极,两极板有一用弹簧支撑的质量块,质量块的两个端平面作为动极板.当测量垂直方向的振动时,由于质量块的惯性作用,使得上下两对极板形成的电容发生变化.3.4 电容式传感器的应用3.4.3 电容式荷重传感器 电容式荷重传感器是利用弹性敏感元件的变形,造成电容随外加重量的变化而变化.在一块弹性极限高的镍铬钼钢料的同一高度上打上一排圆孔.在圆孔的内壁用特殊的粘接剂固定两个截