第6章6.1位移、速度及加速度检测-王威立

第6章位移、速度及加速度检测电感式传感器差动变压器位移计电位器传感器电容式位移传感器感应同步器光栅位移测试码盘式传感器激光式传感器磁电感应式速度传感器测速发电机及电磁脉冲式转速计光电式转速计加速度传感器6.1电感式传感器

6.1.1

电感式传感器的原理及分类

电感式传感器又称自感式传感器或变磁阻式传感器，原理如图示。线圈的电感值按下式计算：其中：

6.1电感式传感器

，忽略Rc，则有

测量原理？6.1电感式传感器电感式传感器分为三种类型

螺线管式变气隙型变截面型6.1电感式传感器6.1.2输出特性

变气隙式和变截面式自感传感器的输出的特性如图示。其灵敏度分别为时近似为线性！6.1电感式传感器6.1.3

差动电感传感器原理

差动变气隙式电感传感器结构及测量（交流）电桥（调幅电路）如图示。1-铁芯2-线圈3-衔铁6.1电感式传感器6.1电感式传感器下面的铁心和线圈去掉6.1电感式传感器与单线圈变气隙式电感传感器相比，差动变气隙式电感传感器的优点：灵敏度提高一倍。电磁吸力相互抵消。温度自补偿。抗外磁场干扰能力较强。

6.2差动变压器位移计6.2.1

差动变压器原理、特性及测量电路差动变压器结构与原理

6.2差动变压器位移计①铁芯在平衡位置，

②铁芯右移，

③铁芯左移，

6.2差动变压器位移计输出特性零点残余电压？产生？危害？补偿？在平衡点附近，①存在测量死区！②线性变差！U2U26.3

电位器传感器

6.3.1

电位器传感器原理

电位器式电阻传感器的结构如图示，图(a)为直线式电位器，可测线位移；(b)为旋转式电位器，可测角位移。

6.3电位器传感器6.3.2

电位器传感器输出特性

RL6.3

电位器传感器6.3.3

电位器传感器结构

①电阻丝：电阻系数大，温度系数小，对铜的热电势应尽可能小。常用的有铜镍合金类、铜锰合金类、镍铬丝等。

②骨架：不易变形，表面绝缘电阻高，散热好。常用的有陶瓷、酚醛树脂、工程塑料等。

③电刷：与电阻丝接触电势小，并有一定的接触力。长光栅莫尔条纹播放动画播放动画长光栅光闸莫尔条纹播放中……圆弧莫尔条纹单击准备演示播放动画光闸莫尔条纹播放动画播放中……环形莫尔条纹播放动画播放中……单击准备演示单击准备演示辐射形莫尔条纹播放动画6.5光栅位移测试

光栅式位移传感器，也称计量光栅，主要用于线位移和角位移的精密测量。6.5.1光栅的基本结构一、光栅光栅是在透明的玻璃上刻有大量平行等宽等距的刻线构成的，结构如图示。W称为光栅栅距或光栅常数。常用计量光栅W=0.004~0.05mm，相当于(250~20)线对/mm。黑白型长光栅W6.5

光栅位移测试6.5.2

光栅传感器原理

光栅传感器由光栅、光路、光电元件和转换电路等组成。一、光栅传感器的组成

光栅传感器的组成如图示。指示光栅应置于主光栅的费涅耳第一焦面上，其间的距离为：

6.5

光栅位移测试二、莫尔条纹

1.莫尔条纹光栅式传感器的基本工作原理是利用光栅的莫尔条纹现象来进行测量的。莫尔条纹如图示。6.5

光栅位移测试2.莫尔条纹的特征(1)运动对应关系：莫尔条纹的移动量和移动方向与主光栅相对于指示光栅的位移量和方向有严格的对应关系。光栅移动一个栅距，莫尔条纹移过一条，光栅反向移动，莫尔条纹也向相反方向移动。见下图。6.5

光栅位移测试

6.5

光栅位移测试(2)减小误差：莫尔条纹对光栅的刻线误差有平均作用，能在很大程度上消除栅距局部误差和短周期误差影响。(3)位移放大：莫尔条纹的间距随着光栅线纹交角而改变，关系为：从上式可知，θ越小，条纹间距B将变得越大，莫尔条纹有放大作用，其放大倍数为：

例如：W=0.02mm，θ=0.1°，则

B=11.46mm，