1、1采用結構型傳感器采用結構型傳感器 傳感器固定部分傳感器固定部分-與運動參照點相連與運動參照點相連傳感器活動部分傳感器活動部分-與被測運動體相連與被測運動體相連 結構型傳感器可直接用于位移測量結構型傳感器可直接用于位移測量，前面介，前面介紹過的有：電位器式傳感器、自感式傳感器、互紹過的有：電位器式傳感器、自感式傳感器、互感式傳感器、電渦流式傳感器、電容式傳感器、感式傳感器、電渦流式傳感器、電容式傳感器、編碼器等。編碼器等。2采用物性型傳感器配上相應的敏感器采用物性型傳感器配上相應的敏感器 敏感器固定部分敏感器固定部分-與運動參照點相連與運動參照點相連敏感器活動部分敏感器活動部分-與被測運動體相

2、連與被測運動體相連 應變式傳感器、霍爾傳感器、光電式傳感器等屬于應變式傳感器、霍爾傳感器、光電式傳感器等屬于物物性型傳感器性型傳感器，其中不包括可動部分，不能用于測量位移，其中不包括可動部分，不能用于測量位移，即這些傳感器的可用非電量不是位移量。若需用這類傳感即這些傳感器的可用非電量不是位移量。若需用這類傳感器來測量位移量，則器來測量位移量，則需配置適當?shù)拿舾衅餍枧渲眠m當?shù)拿舾衅?，將位移量轉換，將位移量轉換為這些傳感器可用的非電量，組成為這些傳感器可用的非電量，組成間接式的位移傳感器間接式的位移傳感器。（位移的間接測量法位移的間接測量法）9.1.2 位移的間接電測法位移的間接電測法 1、等強度

3、懸臂梁黏貼應變片、等強度懸臂梁黏貼應變片 應變應變 221lh應變應變電阻：電阻： 0kRR若把上、下兩工作應變片分別接入若把上、下兩工作應變片分別接入電橋相鄰兩臂，則電橋輸出電壓：電橋相鄰兩臂，則電橋輸出電壓： （推導過程結合（推導過程結合P50-51P50-51的結論）的結論）20CD0lh2UkUU 3、懸臂梁與螺旋軸的組合結構、懸臂梁與螺旋軸的組合結構 （）kClhklhkRR2020將霍爾傳感器放置于梯度磁場將霍爾傳感器放置于梯度磁場中，則可測量位移，但此方法中，則可測量位移，但此方法只能測量只能測量0.5mm的小位移的小位移（參加教材（參加教材P106P106）。）。HHHUK I

4、BK I cxkx將霍爾傳感器放置于梯度磁場將霍爾傳感器放置于梯度磁場中，則可測量位移，但此方法中，則可測量位移，但此方法只能測量只能測量0.5mm的小位移的小位移（參加教材（參加教材P106P106）。）。采用左圖所示的方案，則可測采用左圖所示的方案，則可測量大位移（量程可達量大位移（量程可達2m2m以上）。以上）。 S：被測位移被測位移 N：位移脈沖計數(shù)位移脈沖計數(shù) d0: 相鄰磁鋼間距相鄰磁鋼間距 0NdS 1采用光電元件采用光電元件 被測對象位移時，遮擋掉一部分光線，未被遮擋的光線則被光被測對象位移時，遮擋掉一部分光線，未被遮擋的光線則被光電元件接收轉換為電信號，從接收到的光電信號的強

5、弱可知被電元件接收轉換為電信號，從接收到的光電信號的強弱可知被測物體位移量的大小。量程最大測物體位移量的大小。量程最大1mm 。（參見教材（參見教材P104）2 2采用雙光纖采用雙光纖 當兩根光纖之間物體發(fā)生位移時，入射光纖傳入出射當兩根光纖之間物體發(fā)生位移時，入射光纖傳入出射光纖中的光通量發(fā)生改變的原理來測量位移的，這種調制光纖中的光通量發(fā)生改變的原理來測量位移的，這種調制方法可以測量方法可以測量10um的位移。的位移。- 光路間插入被測對象調制光通量的形式光路間插入被測對象調制光通量的形式兩光纖的耦合不為零時，才兩光纖的耦合不為零時，才有反射光進入接收光纖。有反射光進入接收光纖。進入輸出光

6、纖的光通量在耦進入輸出光纖的光通量在耦合情況下是位移量合情況下是位移量x x的函數(shù)。的函數(shù)。3采用分叉光纖采用分叉光纖 - 非功能型光纖傳感器；兩支多模光纖；非功能型光纖傳感器；兩支多模光纖； 各種位移傳感器一般都可以用來測量厚度各種位移傳感器一般都可以用來測量厚度，只，只要設法使位移傳感器的固定部分與可動部分之間的要設法使位移傳感器的固定部分與可動部分之間的距離等于或正比于所測厚度即可。距離等于或正比于所測厚度即可。光學方法：適用于超薄薄膜的厚度測量。光學方法：適用于超薄薄膜的厚度測量。非光學方法：適用于較厚薄層和板材厚度。非光學方法：適用于較厚薄層和板材厚度。厚度測量方法：厚度測量方法：9

7、.3.1 電感式和電渦流式電感式和電渦流式 將非磁性物質板材夾在自感式傳感器的線圈將非磁性物質板材夾在自感式傳感器的線圈鐵心和銜鐵之間，自感式傳感器電感隨板材的厚鐵心和銜鐵之間，自感式傳感器電感隨板材的厚度度x變化。變化。 L0 x2ANL2X透射式結構：透射式結構： h/d12ekUU 設電容極板面積為設電容極板面積為A，固定間隙為，固定間隙為a，當有一厚度為，當有一厚度為d，相對介電常數(shù)為相對介電常數(shù)為 r的固體電介質通過極板間隙時的固體電介質通過極板間隙時00ddn1CC,ddaACr000000rrd)da(11n其中：其中：332211dddAC物位：物位：容器中液體物料的液位，粉狀

8、或顆粒狀固容器中液體物料的液位，粉狀或顆粒狀固體物料的料位體物料的料位，兩種介質相界面位置的總稱。，兩種介質相界面位置的總稱。 高于高于2104Hz的機械波稱為的機械波稱為超聲波超聲波。 超聲波與其他聲波一樣，其超聲波與其他聲波一樣，其傳播速度也取決于傳播速度也取決于介質的密度和介質的彈性常數(shù)介質的密度和介質的彈性常數(shù)。 當超聲波從一種介質傳播到另一種介質時，當超聲波從一種介質傳播到另一種介質時，在在兩介質的分界面上將發(fā)生反射和折射。兩介質的分界面上將發(fā)生反射和折射。2tvhch ：(a)被測液面高度被測液面高度; (c)液面與探頭距離液面與探頭距離vc ：超聲波在介質中的：超聲波在介質中的傳

9、播速度；傳播速度；t : 超聲波從單探頭發(fā)出超聲波從單探頭發(fā)出到液面，經(jīng)液面反射到到液面，經(jīng)液面反射到探頭位置所需的時間。探頭位置所需的時間。2tvsc22ash其中：其中：a為兩探頭之為兩探頭之間的距離的一半。間的距離的一半。 9.4.2 浮力法浮力法F1：彈簧拉力：彈簧拉力 F2：浮力：浮力 W：重力：重力 H：液位高度：液位高度 H=0時，時，F(xiàn)2=0， F1=cx0=W， c：彈簧彈性系數(shù)：彈簧彈性系數(shù) H0時，浮筒上升時，浮筒上升x , ,)xx(cF01)xH(gAgVF2WFFF2100cx)xH(gA)xx( cx)gAc1(HA: 浮筒截面積浮筒截面積采用變介質型電容傳感器采用變介質型電容傳感器圖圖(a)測非導電液測非導電液體液位：采用同體液位：采用同軸雙層電極軸雙層電極圖圖(b)測非導電固測非導電固體散料料位：用體散料料位：用電極棒和容器壁電極棒和容器壁組成內外電極組成內外電極 沒有液體（物料）時：沒有液體（物料）時：)d/Dln(L2C00液體（物料）高度為液體（物料）高度為H時，總電容時，總電容相當于上下兩個電容并聯(lián)：相當于上下兩個電容并聯(lián)：)d/Dln(H2)d/Dln()HL(2CCC021電容變化量：電容變化量：)d/Dln(H)(2CCC002ln(/ )XCHD d