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文本内容:
传感器的选用原则
一、与测量条件有关的因素1测量的目的;2被测试量的选择;3测量范围;4输入__的幅值,频带宽度;5精度要求;6测量所需要的时间
二、与传感器有关的技术指标1精度;2稳定度;3响应特性;4模拟量与数字量;5输出幅值;6对被测物体产生的负载效应;7校正周期;8超标准过大的输入__保护
三、与使用环境条件有关的因素1__现场条件及情况;2环境条件湿度、温度、振动等;3__传输距离;4所需现场提供的功率容量
四、与__和维修有关的因素1__;2零配件的储备;3服务与维修制度,保修时间;4交货日期第二章 力敏传感器第一节 应变式传感器金属应变片式传感器
一、 金属应变片式传感器金属应变片式传感器的核心元件是金属应变片,它可将试件上的应变变化转换成电阻变化优点
①精度高,测量范围广
②频率响应特性较好
③结构简单,尺寸小,重量轻
④可在高低温、高速、高压、强烈振动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作
⑤易于实现小型化、固态化
⑥__低廉,品种多样,便于选择缺点具有非线性,输出__微弱,抗干扰能力较差,因此__线需要采取屏蔽措施;只能测量一点或应变栅范围内的平均应变,不能显示应力场中应力梯度的变化等;不能用于过高温度场合下的测量应变式传感器应用金属应变片,除了测定试件应力、应变外,还制造成多种应变式传感器用来测定力、扭矩、加速度、压力等其它物理量应变式传感器包括两个部分一是弹性敏感元件,利用它将被测物理量(如力、扭矩、加速度、压力等)转换为弹性体的应变值;另一个是应变片作为转换元件将应变转换为电阻的变化柱力式传感器梁力式传感器应变式压力传感器应变式加速度传感器压阻式传感器优点灵敏度高、动态响应好、精度高、易于微型化和集成化等第2章 电阻式传感器电阻式传感器的种类繁多,应用广泛,主要应用于测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等检测系统目前已成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一
2.1电位器式电阻传感器特点结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出__大、性能稳定并容易实现任意函数;但要求输入能量大,电刷与电阻元件之间容易磨损分类根据输入—输出特性的不同,分为线性电位器和非线性电位器两种;根据结构形式的不同,分为绕线式、薄膜式、光电式等
2.4电阻式传感器的应用电阻式传感器应用范围很广,主要用于检测力、压力、扭矩、位移、加速度等参数第二节 电感式传感器(变磁阻)优点
①结构简单、可靠,测量力小衔铁为
0.5~200×10-5N时,磁吸力为1~10×10-5N
②分辨力高机械位移
0.1μm,甚至更小;角位移
0.1角秒输出__强,电压灵敏度可达数百mV/mm
③重复性好,线性度优良在几十μm到数百mm的位移范围内,输出特性的线性度较好,且比较稳定不足存在交流零位__,不宜于高频动态测量
(四)应用测量振动、厚度、应变、压力、加速度等各种物理量
1.差动变压器式加速度传感器用于测定振动物体的频率和振幅时其激磁频率必须是振动频率的十倍以上,才能得到精确的测量结果可测量的振幅为
0.1~5mm,振动频率为0~150Hz
2.微压力变送器将差动变压器和弹性敏感元件(膜片、膜盒和弹簧管等)相结合,可以组成各种形式的压力传感器第三节 电容式传感器优点测量范围大、灵敏度高、结构简单、适应性强、动态响应时间短、易实现非接触测量等由于材料、工艺,特别是测量电路及半导体集成技术等方面已达到了相当高的水平,因此寄生电容的影响得到较好地解决,使电容式传感器的优点得以充分发挥应用压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中压力测量差压传感器、变__传感器、荷重传感器水分检测粮食、油液位测量加速度测量
(三) 设计要点电容式传感器所具有的高灵敏度、高精度等独特的优点是与其正确设计、选材以及精细的__工艺分不开的在设计传感器的过程中,在所要求的量程、温度和压力等范围内,应尽量使它具有低成本、高精度、高分辨力、稳定可靠和高的频率响应等第四节 压电式传感器压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用
四、压电式传感器的应用
(一)压电式加速度传感器
(二)压电式压力传感器
(三)压电式流量计
(四)集成压电式传感器典型应用脉搏计数探测·按键键盘,触摸键盘·振动、冲击、碰撞__·振动加速度测量·管道压力波动·其它机电转换、动态力检测等
(五)压电式传感器在自来水管道测漏中的应用第三章温度传感器微波测温温度传感器、噪声测温温度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、光纤温度传感器等这些温度传感器有的已获得应用,有的尚在研制中第二节热电偶温度传感器能用来测量流体的温度、测量固体以及固体壁面的温度微型热电偶还可用于快速及动态温度的测量第三节热敏电阻温度传感器检测用的热敏电阻在仪表中的应用测温用的热敏电阻器测表面电阻用的热敏电阻器、IC温度传感器的应用
(1)深井长传输线的摄氏温度测量第五节其他温度传感器
一、铂电阻温度传感器用途钢铁地质石油化工等生产工艺流程各种食品__空调设备及冷冻库恒温槽等的温度检测与控制中
二、水晶温度传感器水晶温度传感器可广泛用于空调、电子工业、食品__等领域由于可用数字显示,所以,可作为高稳定性和高分辨率的温度计使用
三、 分布温度传感器温度越限往往造成火灾、__或机毁人亡等恶性事故对于在空间延伸的设备和装置,进行温度越限的检测和控制尤为重要传感器在温度检测与控制中,具有独特重要作用第四章磁敏传感器第三节SQUID磁敏传感器应用领域深部地球物理用带有SQUID磁敏传感器的大地电磁测深仪进行大地电磁测深,效果甚好在古地磁考古、测井、重力勘探及预报天然地震中,SQUID也具有重要作用在生物医学方面,应用SQUID磁测仪器可测量心磁图、脑磁图等,从而出现了神经磁学、脑磁学等新兴学科,为医学研究开辟了新的领域在固体物理、生物物理、宇宙空间的研究中,SQUID可用来测量极微弱的磁场,如美国国家__宇航局用SQUID磁测仪器测量了阿波罗飞行器带回的月球样品的磁矩SQUID技术还可用作电流计,电压标准,计算机中存储器,通讯电缆等;在超导电机、超导输电、超导磁流体发电、超导磁悬浮列车等方面,均得到广泛应用
四、SQUID磁敏传感器的应用磁测量超导磁力仪,超导磁力梯度仪超导岩石磁力仪,超导磁化率仪电测量超导检流计,超导微伏计,超导电位计重力测量超导重力仪,超导加速仪超导重力梯度仪辐射测量超导辐射检测器磁共振测量超导核磁共振仪,超导核磁共振磁力仪超导核磁共振测井仪第四节磁通门式磁敏传感器最大特点适合在零磁场附近工作的弱磁场进行测量传感器可作成体积小,重量轻、功耗低,既可测纵向向量T、垂直向量Z,也可测ΔT、ΔZ,不受磁场梯度影响,测量的灵敏度可达
0.01nT,且可和磁秤混合使用组成磁测仪器应用__、地面、测井等方面的磁法勘探,在军事上,也可用于寻找地下武器(炮弹、地雷等)和反潜还可用于预报天然地震及空间磁测等第五节感应式磁敏传感器可用于测量交变场中磁场变化率霍耳开关集成传感器的应用领域霍耳开关集成传感器的应用领域点火系统、保安系统、转速、里程测定、机械设备的限位开关、按钮开关、电流的测定与控制、位置及角度的检测等等霍耳磁敏传感器的应用利用霍耳效应制作的霍耳器件,不仅在磁场测量方面,而且在测量技术、无线电技术、计算技术和自动化技术等领域中均得到了广泛应用利用霍耳电势与外加磁通密度成比例的特性,可借助于固定元件的控制电流,对磁量以及其他可转换成磁量的电量、机械量和非电量等进行测量和控制应用这类特性制作的器具有磁通计、电流计、磁读头、位移计、速度计、振动计、罗盘、转速计、无触点开关等
二、磁敏二极管和磁敏三极管利用磁敏管可以作成磁场探测仪器—如高斯计、漏磁测量仪、地磁测量仪等用磁敏管作成的磁场探测仪,可测量10-7T左右的弱磁场根据通电导线周围具有磁场,而磁场的强弱又取决于通电导线中电流大小的原理,因而可利用磁敏管采用非接触方法来测量导线中电流而用这种装置来检测磁场还可确定导线中电流值大小,既安全又省电,因此是一种备受欢迎的电流表此外利用磁敏管还可制成转速传感器能测高达每分钟数万转的转速无触点电位器和漏磁探伤仪等
三、磁敏电阻磁敏电阻可以用来作为电流传感器、磁敏接近开关、角速度/角位移传感器、磁场传感器等可用于开关电源、UPS、变频器、伺服马达驱动器、家庭网络智能化管理、电度表、电子仪器仪表、工业自动化、智能机器人、电梯、智能__、机床、工业设备、断路器、防爆电机保护器、家用电器、电子产品、电力自动化、医疗设备、机床、远程抄表、仪器、自动测量、地磁场的测量、探矿第五章 光电式传感器。