第三章、傳感器測量原理3.3電容式傳感器

變換原理:將被測量的變更轉(zhuǎn)化為電容量變更兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++Aδ、A或ε發(fā)生變更時(shí)，都會(huì)引起電容的變更。3.3電容式傳感器

a)極距δ變更型++++++極距變更時(shí)，傳感器靈敏度由于靈敏度S與極距有關(guān)，S不是常數(shù)，引起非線性誤差。解決方法：①在較小間隙變換范圍內(nèi)工作一般取；②采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。極距變更型電容傳感器的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可進(jìn)行動(dòng)態(tài)非接觸測量；靈敏度高。缺點(diǎn)：非線性；雜散電容影響大；后接電路困難。3.3電容式傳感器

駐極體電容傳聲器它接受聚四氟乙烯材料作為振動(dòng)膜片。這種材料經(jīng)特殊電處理后，表面永久地駐有極化電荷，取代了電容傳聲器極板，故名為駐極體電容傳聲器。特點(diǎn)是體積小、性能優(yōu)越、運(yùn)用便利。3.3電容式傳感器

b)面積變更型角位移型+++3.3電容式傳感器

——覆蓋面積對應(yīng)的中心角，r——極板半徑平面線位移型3.3電容式傳感器

，b－極板寬度柱面線位移型.，3.3電容式傳感器

x－覆蓋長度D－定板（圓筒）孔徑d－動(dòng)板（圓柱）外徑產(chǎn)品.陶瓷電容壓力傳感器液體壓力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片產(chǎn)生位移。

壓力變送器3.3電容式傳感器

c)介質(zhì)變更型3.3電容式傳感器

產(chǎn)品.電容式液位傳感器（液位計(jì)/料位計(jì)）3.3電容式傳感器

電容式接近開關(guān)振蕩電路被測物體感應(yīng)電極被測電容測量頭構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，另一個(gè)極板是物體本身，當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變更，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變更.接近開關(guān)的檢測物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。3.3電容式傳感器

3.3電容式傳感器

3測量電路a)電橋電路3.3電容式傳感器

b)諧振電路3.3電容式傳感器

c)運(yùn)算放大器電路

3.3電容式傳感器

第三章、傳感器測量原理3.4電感式傳感器

電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型3.4電感式傳感器1自感型--可變磁阻式可變導(dǎo)磁面積型差動(dòng)型原理:電磁感應(yīng)。自感自感L與A0成線性關(guān)系，靈敏度較低靈敏度提高一倍線圈鐵芯銜鐵自感L與氣隙變更成反比，當(dāng)變更時(shí)，傳感器的靈敏度3.4電感式傳感器靈敏度S與氣隙長度的平方成反比。由于靈敏度不是常數(shù)，因此會(huì)出現(xiàn)非線性誤差。實(shí)際應(yīng)用中，取為了避開非線性誤差，變氣隙式電感傳感器只適合較小位移的測量。常用可變磁阻式自感傳感器的形式：工作原理：當(dāng)鐵芯在線圈中運(yùn)動(dòng)時(shí)，將變更磁阻，使線圈自感發(fā)生變更。?變面積式自感傳感器（氣隙型）?螺管式自感傳感器3.4電感式傳感器?差動(dòng)式自感傳感器3.4電感式傳感器電感式接近傳感器（金屬）3.4電感式傳感器2渦流式原理:渦流效應(yīng)3.4電感式傳感器iδφφ1原線圈的等效阻抗Z變更：3.4電感式傳感器渦流傳感器的測量電路：分壓式調(diào)幅電路調(diào)頻電路3.4電感式傳感器LC分壓式調(diào)幅電路諧振頻率：3.4電感式傳感器渦流傳感器的特點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，辨別率高，結(jié)構(gòu)簡潔，不受油污介質(zhì)的影響。渦流傳感器的應(yīng)用：產(chǎn)品：3.4電感式傳感器案例：無損探傷原理裂紋檢測，缺陷造成渦流變更?；疖囕啓z測油管檢測3.4電感式傳感器2互感型--差動(dòng)變壓器WW1W2Esx-x工作原理:互感現(xiàn)象.EwEout3.4電感式傳感器單螺管線圈型螺管線圈差動(dòng)雙螺管線圈差動(dòng)型傳感器測量電路~3.4電感式傳感器差動(dòng)變壓器測量電路3.4電感式傳感器差動(dòng)變壓器位移傳感器3.4電感式傳感器案例：板的厚度測量~3.4電感式傳感器案例：張力測量3.4電感式傳感器第三章、傳感器測量原理3.5磁電式傳感器

1.變換原理:

磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為：磁通變更率與磁場強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，變更其中一個(gè)因素，都會(huì)變更感應(yīng)電動(dòng)勢。2分類

磁電式動(dòng)圈式磁阻式線速度型角速度型N3.5磁電式傳感器

線速度型動(dòng)圈式傳感器3.5磁電式傳感器

角速度型測速電機(jī)3.5磁電式傳感器

磁阻式傳感器

磁電式車速傳感器3.5磁電式傳感器

第三章、傳感器測量原理3.6壓電式傳感器

1.變換原理:壓電效應(yīng)

+并聯(lián)+串聯(lián)某些物質(zhì)，如石英，受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變更，而且內(nèi)部會(huì)被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。只適合做動(dòng)態(tài)測量。F+q=DF3.6壓電式傳感器

2、測量電路

壓電式傳感器輸出電信號(hào)很微弱，通常應(yīng)把傳感器信號(hào)先輸入到高輸入阻抗的前置放大器中，經(jīng)過阻抗變換后，方可輸入到后續(xù)顯示儀表中。前置放大器的作用：（1）將與傳感器的高阻抗輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩馆敵?；?）放大微弱信號(hào)。前置放大器的種類：電壓放大器：靈敏度會(huì)因電纜長度變更而變更。電荷放大器：靈敏度不隨電纜長度變更。

3.6壓電式傳感器

若A足夠大，則3.6壓電式傳感器

壓電傳感器的應(yīng)用：壓力、應(yīng)力、振動(dòng)加速度測量，聲、超聲測量。壓電傳感器的特點(diǎn)：體積小、重量輕、固有頻率高；難以測量低頻信號(hào)，信噪比差；環(huán)境溫度、濕度的變更會(huì)引起壓電常數(shù)的變更，須要常常校準(zhǔn)靈敏度。產(chǎn)品壓力變送器