工程测试技术PPT课件
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工程测试技术基础
工程测试技术基础
摘要：
1.工程测试技术概述
2.工程测试技术的基本原理
3.工程测试技术的分类与应用
4.工程测试技术的发展趋势
正文：
一、工程测试技术概述
工程测试技术，顾名思义，是指在工程领域中对产品、设备、系统进行检测与测试的一门技术。其目的是为了确保这些产品、设备、系统在实际应用中能够达到预期的性能、安全和可靠性要求。工程测试技术在我国各个领域的工程项目中扮演着举足轻重的角色，如航空航天、电子信息、机械制造、能源化工等。
二、工程测试技术的基本原理
工程测试技术的基本原理主要包括以下几个方面：
1.测试信号与被测对象的相互作用原理：通过测试信号与被测对象之间的相互作用，获取被测对象的响应信息，从而分析和评估被测对象的性能和状态。
2.测试数据的采集与处理原理：测试数据的采集是指通过传感器、仪器等工具将被测对象的响应信息转换为可处理的电信号或其他形式的信息。测试数据的处理是指对采集到的数据进行分析、处理和解释，以便得到有关被测对象
的性能和状态的有用信息。
3.测试结果的评价与分析原理：通过对测试数据的分析和评价，判断被测对象是否满足预期的性能、安全和可靠性要求。如果被测对象存在问题，还需要分析问题原因，并提出改进措施。
三、工程测试技术的分类与应用
根据被测对象和测试目的的不同，工程测试技术可分为以下几类：
1.性能测试：主要用于检测产品、设备、系统的性能指标，如速度、精度、稳定性等。例如，电子产品的性能测试、汽车发动机的性能测试等。
2.安全测试：主要用于评估产品、设备、系统的安全性能，如防爆、防火、防辐射等。例如，压力容器的安全测试、电梯的安全测试等。
《工程测试技术》课件
位移与速度测试技术在机器人控制中的应用
位移与速度测试技术用于监测机器人 的运动状态，以确保其准确控制和高 效执行任务。
位移与速度测试技术还可以用于检测 机器人的运动异常，如卡滞、失控等 ，提高机器人的稳定性和可靠性。
位移与速度测试技术可以检测机器人 的位移、速度和加速度等参数，实现 机器人的精确轨迹规划和运动控制。
虚拟测试与仿真技术
要点一
总结词
虚拟测试与仿真技术将为工程测试提供更加全面、真实的 环境模拟。
要点二
详细描述
虚拟测试与仿真技术可以利用计算机生成各种虚拟环境， 实现对真实环境的逼真模拟。这不仅可以减少测试成本、 降低风险，还可以在产品设计阶段进行预测和优化，提高 产品的可靠性和性能。同时，虚拟测试与仿真技术还可以 应用于复杂系统的性能评估和优化，为工程测试提供更加 全面和准确的数据支持。
位移与速度测试的应用
在自动化生产线、机器人定位、运动控制系统等领域，位移与速度测试 是实现精确控制和提高生产效率的关键环节。
CHAPTER
04
工程测试技术的应用实例
压力测试技术在石油工业中的应用
压力测试技术用于监测石油工业中油井的压力状态，以确保安全生产和高效开采。
压力测试技术可以检测油井的压力变化，评估油井的产能和采收率，为生产决策提 供依据。
压力测试技术还可以用于检测和预防油井的故障，如压力泄露、管道破裂等，保障 石油工业的安全生产。
华中科技大学工程测试技术实验PPT课件
• 模拟多路开关的源负载效应误差和串扰等因素对 检测精度有较大的影响，尤其是在信号源内阻较 大的时候，因此，信号源的内阻应该尽可能的小。
• 任意一个信号是随时间而改变的物理量。一般情况下，信 号所运载信息是很广泛的，比如：状态（state）、速率 (rate)、电平(level)、形状(shape)、频率成分 (frequency content)。
n1 图例
以fn为横坐标，An、 为纵坐标画图，则称为幅值 －相位谱；
x(t)
a0 2
An cos(n0t n ) (n 1,2,,3,...)
n1
以fn为横坐标，An2为纵坐标画图，则称为功率谱。
x(t)
aLeabharlann Baidu 2
An cos(n0t n ) (n 1,2,,3,...)
n1
Matlab正弦波频谱分析
THANK YOU
2022/3/22
模拟信号的连接方式
• 接入数据采集设备的信号根据参考点的不同可以分为接 地信号和浮动信号两种类型。
接地信号：就是以系统地（如建筑物的地）为参考点的信号，也称 参考信号。因为接地信号用的是系统地，所以与数据采集设备是共 地的。最常见的接地信号源是通过墙上的接地引出线接入建筑物地 的设备，如信号发生器和电源。
接地信号
浮动信号
一个不与任何地（如大地或建 筑物的地）连接的电压信号称 为浮动信号，浮动信号的每个 端口都与系统地独立。一些常 见的浮动信号源有电池、热电 偶、变压器和隔离放大器等。
• 任意一个信号是随时间而改变的物理量。一般情况下，信 号所运载信息是很广泛的，比如：状态（state）、速率 (rate)、电平(level)、形状(shape)、频率成分 (frequency content)。
n1 图例
以fn为横坐标，An、 为纵坐标画图，则称为幅值 －相位谱；
x(t)
a0 2
An cos(n0t n ) (n 1,2,,3,...)
n1
以fn为横坐标，An2为纵坐标画图，则称为功率谱。
x(t)
aLeabharlann Baidu 2
An cos(n0t n ) (n 1,2,,3,...)
n1
Matlab正弦波频谱分析
THANK YOU
2022/3/22
模拟信号的连接方式
• 接入数据采集设备的信号根据参考点的不同可以分为接 地信号和浮动信号两种类型。
接地信号：就是以系统地（如建筑物的地）为参考点的信号，也称 参考信号。因为接地信号用的是系统地，所以与数据采集设备是共 地的。最常见的接地信号源是通过墙上的接地引出线接入建筑物地 的设备，如信号发生器和电源。
接地信号
浮动信号
一个不与任何地（如大地或建 筑物的地）连接的电压信号称 为浮动信号，浮动信号的每个 端口都与系统地独立。一些常 见的浮动信号源有电池、热电 偶、变压器和隔离放大器等。
工程测试技术第一章绪论PPT课件
实验中获取人们需要的信息。
• 信息的处理（信号处理、特征提取） 信息处理是指人们把已经获得到的信息进行加工、运算、
分析或综合，以便进行预报、报警、检测、计量、保护、 控制、调度和管理等等，以期达到预防自然灾害、预报事 故、提高劳动生产率、正确计量、改善产品质量、顺利进 行科学实验、进行文明生产和科学管理等目的。
工业生产中，通过应用自动检测系统， 有利于提高劳动生产率，从而提高经济 效益（自动控制系统中）；
11/13/2020
35
0 绪论
采用自动检测系统进行实时测量及分析产品性 能，采用自动控制系统对产品加工过程进行实 时控制，是提高产品质量的现代化方法；
国民经济中的任何一个部门在使用微型计算机 正确及时地处理获得的各种信息，信息的转换 必须由检测系统来完成；
包括：定量 定性
11/13/2020
6
0 绪论
测试技术是实验科学的一部分，主要研究 各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方 法。
测试技术是进行各种科学实验研究和生产 过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官 的作用。
0 绪论
0.2 测试技术在现代工业生产中的作用
1）新产品的设计、产品质量测量 设计过程：理论设计－－理论校核－－样品制 造－－性能试验－－产品。
22
0 绪论
测试工作能够为所设计的产品提供质量和性 能的一些数据，最终为其提供评价依据，测试是 一切探索性、开发性的活动、一些科学发现、技 术发明的手段。
• 信息的处理（信号处理、特征提取） 信息处理是指人们把已经获得到的信息进行加工、运算、
分析或综合，以便进行预报、报警、检测、计量、保护、 控制、调度和管理等等，以期达到预防自然灾害、预报事 故、提高劳动生产率、正确计量、改善产品质量、顺利进 行科学实验、进行文明生产和科学管理等目的。
工业生产中，通过应用自动检测系统， 有利于提高劳动生产率，从而提高经济 效益（自动控制系统中）；
11/13/2020
35
0 绪论
采用自动检测系统进行实时测量及分析产品性 能，采用自动控制系统对产品加工过程进行实 时控制，是提高产品质量的现代化方法；
国民经济中的任何一个部门在使用微型计算机 正确及时地处理获得的各种信息，信息的转换 必须由检测系统来完成；
包括：定量 定性
11/13/2020
6
0 绪论
测试技术是实验科学的一部分，主要研究 各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方 法。
测试技术是进行各种科学实验研究和生产 过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官 的作用。
0 绪论
0.2 测试技术在现代工业生产中的作用
1）新产品的设计、产品质量测量 设计过程：理论设计－－理论校核－－样品制 造－－性能试验－－产品。
22
0 绪论
测试工作能够为所设计的产品提供质量和性 能的一些数据，最终为其提供评价依据，测试是 一切探索性、开发性的活动、一些科学发现、技 术发明的手段。
武汉工程大学工程测试技术课件
概述
测试对象的特征： 被测量是时间 t 的函数 f (t ) //动态 信源 传感器 压力传感器 话筒 热电阻 涡流传感器 磁电传感器 压电传感器 传输变换 传递信号 电压 电阻 电流 电感 电荷 信号分析 控制 应用
• 安检
力 声音 温度 位移 速度 加速度
提取信息 时域 频域 幅值域
相关数学知识： 积分变换、概率论与数理统计、随机过程
工程测试技术
机电工程学院
School of Mechanical & Electrical Engineering
工程测试技术
机电工程学院
School of Mechanical & Electrical Engineering
概述
5. Electrical Measurements and Instrumentation • 1 Moving Iron Galvanometers • 2 Moving Magnet Meters • 3 Moving Coil Meters• 4 Wattmeters • 5 Electrostatic Voltmeters • 6 The Wheatstone Bridge •7 Potentiometers • 8 Electronic Voltmeters • 9 Oscilloscopes 6. Measuring Properties of Materials • 1 Metal Behaviour• 2 Effects of Heat • 3 Static Tensile and Compression • 4 Creep (and Relaxation) • 5 Hardness • 6 Impact • 7 High Strain Rate Tensile •8 Fatigue • 9 Fracture Toughness 7. Surface Profile, Friction, and Wear Measurements • 1 Surface Profile Measurements • 2 Friction Measurement • 3 Wear Measurement 8. Internal Combustion Engine Testing • 1 Engine Variability • 2 Torque Measurement • 3 Air Flow Measurement • 4 Fuel Flow Measurement • 5 Engine Friction Measurement • 6 Specialized Techniques
工程测量的基本知识PPT课件
B点坐标为（ 8.258，26.649）； 计算： αAB
思考：判断所在象限，套用正确公式
△xAB = XB-XA < 0
△yAB = YB-YA > 0
αAB在第2象限，套用第2象限的公式
α AB
tan1
yB-yA xB-xA
1800
tan1
26.649-17.287+180o 8.258-13.147
– 在“1985国家高程基准”系统 中，我国水准原点（青岛观象山） 的高程为72.260m。
16.03.2021
.
13
➢ 绝对高程 (H)
地面点到大地水准面的铅垂距离。
➢ 相对高程 (H’)
地面点到假定水准面的铅垂距离。
➢ 高差(h)
地面两点的高程之差。 hAB=HB-HA=H’B-H’A
16.03.2021
.
14
高差
绝对高程 (海拔)
相对高程 (假定高程)
绝对高程(海拔)：
地面点到大地水准面的铅垂距离。用H表示。
相对高程：
地面点到假定水准面的铅垂距离。用H’表示。 高差：
两个地面点的高程之差。用h加两点名作下标表示。
16.03.2021
.
15
测量直角坐标系以南北方向（纵轴）为X轴，以北 为正；以东西方向（横轴）为Y轴，以东为正。
思考：判断所在象限，套用正确公式
△xAB = XB-XA < 0
△yAB = YB-YA > 0
αAB在第2象限，套用第2象限的公式
α AB
tan1
yB-yA xB-xA
1800
tan1
26.649-17.287+180o 8.258-13.147
– 在“1985国家高程基准”系统 中，我国水准原点（青岛观象山） 的高程为72.260m。
16.03.2021
.
13
➢ 绝对高程 (H)
地面点到大地水准面的铅垂距离。
➢ 相对高程 (H’)
地面点到假定水准面的铅垂距离。
➢ 高差(h)
地面两点的高程之差。 hAB=HB-HA=H’B-H’A
16.03.2021
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14
高差
绝对高程 (海拔)
相对高程 (假定高程)
绝对高程(海拔)：
地面点到大地水准面的铅垂距离。用H表示。
相对高程：
地面点到假定水准面的铅垂距离。用H’表示。 高差：
两个地面点的高程之差。用h加两点名作下标表示。
16.03.2021
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15
测量直角坐标系以南北方向（纵轴）为X轴，以北 为正；以东西方向（横轴）为Y轴，以东为正。
工程试验讲义-精品课件.pptx
桩
行距
排距 排距
图2-3 a) 矩形布桩方式
图 2-3 复合
行距 排距
桩距
桩距
行距 排
图 2-3 复合地基的几种典型布桩方式
图2-3 b) 等边三角形布桩方式
桩距
行距
排距
排距
典型布桩方式
图2-3 c) 梅花形布桩方式Байду номын сангаас
一根桩承担的处理面积可按如下方法计算： 对于矩形布桩，一根桩承担的处理面积等于两个方向的 桩距的乘积； 对于等边三角形布桩，一根桩承担的处理面积等于0.866 乘以桩距的平方； 对于梅花形布桩，一根桩承担的处理面积等于桩的行距 与排距的乘积。
圆形刚性压板（D为直径）： s 1 2 pD 4 E0
方形刚性压板（B为边长）：
s 1 2 pB
2 E0
要注意的是，如果压板下方不远处还含有软弱下卧层， 把表层荷载试验所得的E0用于全压缩层的总沉降计算，其 结果必然较地基的实际沉降为低，这是偏危险的。
四、实例分析 载荷试验中采用直径1.128m的圆形压板，得出的p-s曲
密实的土，可采用0.1m2，对软土和人工填土，不应小于 0.5m2。
建筑地基基础设计规范GBJ5007-2002规定承压板面积 不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。
采用单桩复合地基试验方式时，压板面积为一根桩承担 的处理面积。
《工程测试技术》课件
对材料进行应力测试，评估其耐 久性和可靠性。
学习资源与辅助材料
在线课程
提供在线视频课程，帮助学习 者深入了解测试技术和实践应 用。
教材与参考书
推荐相关教材和参考书籍，供 学习者进一步学习和扩展知识。
实验室设备
为学习者提供先进的实验室设 备，支持实验和实践操作。
学习方法与技巧
1 积极参与
多与同学讨论，参加实践 活动，积极参与学习，提 高自己的实践能力。
测试工具
探讨测试所需的各种工具和设备，如传感器、 数据采集器、测量仪器等。
测试评估
介绍测试结果的评估方法和标准，为工程项目 提供合理的决策依据。
实践案例分析
结构测试
电气测试
材料测试
通过对桥梁和建筑物进行结构测 试，提升工程的稳定性和安全性。
对电路板和电气设备进行测试， 确保其正常工作并符合安全标准。
2 提高工程质量
通过测试技术的应用，发 现和解决潜在问题，提升 工程质量。
3 实践案例分析
通过实际案例分析，深入 了解测试技术在各个工程 领域中的应用和效果。
重点内容概述
测试方法
介绍常用的测试方法，如非破坏性测试、材料 测试、环境测试等。
测试流程
详细说明测试的步骤和流程，包括测试计划制 定、数据采集、结果分析等。
2 多角度思考
Байду номын сангаас从不同的角度思考问题， 提出自己的见解和解决方 案。
《工程测试技术》PPT课件_OK
• 李娜- “青藏高原” • 庞龙- “两只蝴蝶”
2021/9/2
17
时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况， 除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成 和各频率分量大小。
图例：受噪声干扰的多频率成分信号
2021/9/2
18
小信号湮灭
2021/9/2
19
The Frequency Domain: A Natural Domain
x(t) = x(t + nT)
任何周期函数，都可以展开成正交函数 线性组合的无穷级数，如三角函数集的傅 里叶级数:
{cos n0t,sin n0t}
2021/9/2
28
1. 傅里叶级数的表达形式
x(t) a0 (an cos n0t bn sin n0t) n 1
式中:
n 1, 2, 3,,
b. 谐波性，即谱线只出现在基波频率的整数倍上； c. 收敛性，即谐波的幅度随谐波次数的增高而减小。
2021/9/2
35
李娜- “青藏高原”波形图
2021/9/2
36
庞龙- “两只蝴蝶”波形图
2021/9/2
37
频谱图
庞龙- “两只蝴蝶”频谱 李娜-图“青藏高原”频谱
图
2021/9/2
38
例1：周期方波频谱的计算
2021/9/2
2021/9/2
17
时域分析只能反映信号的幅值随时间的变化情况， 除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成 和各频率分量大小。
图例：受噪声干扰的多频率成分信号
2021/9/2
18
小信号湮灭
2021/9/2
19
The Frequency Domain: A Natural Domain
x(t) = x(t + nT)
任何周期函数，都可以展开成正交函数 线性组合的无穷级数，如三角函数集的傅 里叶级数:
{cos n0t,sin n0t}
2021/9/2
28
1. 傅里叶级数的表达形式
x(t) a0 (an cos n0t bn sin n0t) n 1
式中:
n 1, 2, 3,,
b. 谐波性，即谱线只出现在基波频率的整数倍上； c. 收敛性，即谐波的幅度随谐波次数的增高而减小。
2021/9/2
35
李娜- “青藏高原”波形图
2021/9/2
36
庞龙- “两只蝴蝶”波形图
2021/9/2
37
频谱图
庞龙- “两只蝴蝶”频谱 李娜-图“青藏高原”频谱
图
2021/9/2
38
例1：周期方波频谱的计算
2021/9/2
机械工程测试技术ppt
测试技术课程总复习
绪论
测试的基本概念
• 测量： 是指确定被测对象属性量值为目的 的全部操作。
• 试验： 对未知事物探索性的认识过程 • 测试： 是具有试验性质的测量，或者可以
理解为测量和试验的综合。
•测试技术研究的主要内容为：被测量的测 量原理、测量方法、 测量系统以及数据处 理 四个方面。
• 测试系统是指由相关的器件、仪器和测试 装置有机组合而成的具有获取某种信息之 功能的整体。
电阻、电容、与电感式传感器
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 .
工作原理 优点
缺点
金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于： 前者利用导体形变引起的电阻的变化，后者利用半 导体电阻率变化引起的电阻的变化。
电容式传感器
电容式传感器可以分成三种类型：极距变化型（变 δ）、面积变化型（变A）和介质变化型（变ε）。
基波频率是诸分量频率的公约数。 3 收敛性 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅
值或相位角。工程中常见的周期信号，其 谐波幅值的总趋势是随谐拨次数的增高而 减少的。
非周期信号与连续频谱 时域 相互转换数学工具 频域
非周期信号 傅里叶变换
连续频谱
非周期信号 傅里叶逆变换
连续频谱
第二章 测试装置的基本特性
A A0 常数 t0
绪论
测试的基本概念
• 测量： 是指确定被测对象属性量值为目的 的全部操作。
• 试验： 对未知事物探索性的认识过程 • 测试： 是具有试验性质的测量，或者可以
理解为测量和试验的综合。
•测试技术研究的主要内容为：被测量的测 量原理、测量方法、 测量系统以及数据处 理 四个方面。
• 测试系统是指由相关的器件、仪器和测试 装置有机组合而成的具有获取某种信息之 功能的整体。
电阻、电容、与电感式传感器
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类 .
工作原理 优点
缺点
金属丝电阻应变片与半导体应变片的主要区别在于： 前者利用导体形变引起的电阻的变化，后者利用半 导体电阻率变化引起的电阻的变化。
电容式传感器
电容式传感器可以分成三种类型：极距变化型（变 δ）、面积变化型（变A）和介质变化型（变ε）。
基波频率是诸分量频率的公约数。 3 收敛性 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅
值或相位角。工程中常见的周期信号，其 谐波幅值的总趋势是随谐拨次数的增高而 减少的。
非周期信号与连续频谱 时域 相互转换数学工具 频域
非周期信号 傅里叶变换
连续频谱
非周期信号 傅里叶逆变换
连续频谱
第二章 测试装置的基本特性
A A0 常数 t0
工程测试技术 第五章 第二讲.ppt
频率调制是使载波频率对应于调制信号x(t)的幅值的变化。 信号x(t)幅值是一个随时间而变化的函数。 载波频率应是一个“随时间而变化的频率”。
17:39
Page 6
5.4 调制
交通与机械工程学院
频率调制的实现
载波信号 y(t) Acos
相位角 t 0
载波中心频率
角频率 d
交通与机械工程学院
理想滤波器的阶跃响应 u(t)
h(t)
yu(t)
1
t0
滤波器输入：单位阶跃 u(t) 1/ 2 t 0
0
t0
滤波器输出：该输入与脉冲响应函数的卷积
17:39
si[y]表示正弦积分
si[ y] y sin x dx
x 0
Page 20
5.5 滤波 理想滤波器的阶跃响应
17:39
Page 2308
5.5 滤波
案例：机床轴心轨迹的滤波处理
交通与机械工程学院
低通滤波！
滤除信号中的高频噪声，以便于观察轴心运动规律
17:39
Page 2319
17:39
Page 22
5.5 滤波
交通与机械工程学院
1) 截止频率 fc
截止频率fc： 幅频特性值等于0.707A0所对应的频率。
-3dB
A0为幅频特性的平均值。 以A0为参考值，-3dB点即 相对于A0衰减3dB。
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特点：结构简单、工作可靠、寿命长、适用范围广
缺点：1、存在零点残余电压； 2、因属于结构型传感器，动态响应慢，不适用测量高
频、动态信号。
种类：
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型 涡流式
5.1 自感式电感传感器
1. 工作原理：可变磁阻式
Δ0=0.1~0.5mm
L W20A 2
③对电源电压，频率的波动及温度变 化等外界影响也有补偿作用
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
工程测试技术
第5章 电感式传感器
付景山
本章学习要求：
1.掌握电感式传感器的基本分类 2.掌握电感式传感器的工作原理、性能特点 3.掌握测量电路和信号调制的基本方法 4.了解电感式传感器的应用
➢ 电感式传感器的分类
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为自感、互感、阻抗变化传感器。
用途：测量位移、力、振动、压力、应变、流量……
①
②
④减少了作用在衔铁上的电磁 力
分子、分母同除δ
L1L1L
当x＜1时：11x
lim nn0
xn
当x＜1时： 1
lim xn
1x nn0
x
lim xn
1x nn1
1 1 1 x 1(x)
U •(Z1Z 1Z Z3 2)Z Z (3 2Z 4Z4)U •sj[j( L ( L L )L •)R j j (L (L L)L)2 ]• R RU •S
M1
Ii U iN 1
N 21 E 21
UoHale Waihona Puke Baidu
N 22 E 22
M2 图2-58 螺线管式差动变压器原理图
2、差动变压器的零点残余电压：
（1）什么是？当铁心在中间位置时，差动变压器的输出电压不为 零，其值约为几mV,有时达到几十mV,而且无论怎样调节铁心位置，
均无法消除。
（2）产生的原因： ①、差动变压器两副边的电气参数，几何尺寸，磁路不对称； ②、存在寄生参数，如：匝间电容，引线与外壳间的分布电容…… ③、电源电压存在高次谐波； ④、磁路磁化曲线的非线性。 （3）危害： ①、造成测量误差；②、使后级放大电路饱和。 （4）对策：①提高框架和线圈的对称性； ②减少电源中的谐波成分；③正确选择磁路材料，同时，适当减少 线圈激磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性段；
本章小结：
1.三种类型电感式传感器的工作原理 2.差动变压器和电涡流传感器的特点 3.测量电路：重点在交流电桥的平衡条件和调幅作用 4.电感式传感器的应用
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
2R LU •S1 LU •S 和单臂电桥相比，灵敏度增大了一倍。 4RL 2L 输出电压的东西取决于电感变化的大
小，相位取决于电感变化的正、负号。
差动电感传感器本身的零点剩余电压： ①、原因、什么是？ 由于制造中的各种因素，如绕组尺寸，所选材料和安装等问题，使 衔铁处于中间初始位置时，输出电压不为零，或在调整时，对工作 电源基频可调到平衡，但对高次谐波难以调到平衡，造成零点输出 误差
5.2 互感式电感传感器：差动变压器 LVDT
1. 工作原理
u1
(M
0
km x)
di 1 dt
u2
(M
0
km x)
di 1 dt
u0
u 1u 2
2km
di 1 dt
在中间位置：u1=u2 u0=0 向上移动 ：u1＞u2 u0与u1同相位 ； 向下移动：u1＜u2 u0与u2同相位。
输出电压u0的大小与位移x成正比，而相位反应位移x的方向——相 敏整流。
②对策： a、制造时尽量使机械上，电气上对称； b、使用时，由后续电路进行补偿调零。
①降噪、②便于使用性能稳定的 交流放大器
相敏整流：①鉴别相位、②把交流变直流
种类：①半波相敏整流（检波）器 王光铨P76 ②单环形相敏检波器 吴旗P125 王光铨P144 ③三极管式 张肃文、高频电子电路 ④运放式 、P175;csy——968传感器试验台 ⑤LZX1全集成化相敏器;测试讲稿2/P175;王光铨P140
5.2 互感式电感传感器：差动变压器
3、测量电路 1）、相敏整流
2）、
4、应用；用于测量位移及一切可以转换成位移的那些物理量
图2-62 差动变压器测量加速度的原理图
差动变压器位移传感器
案例：板的厚度测量
~
案例：张力测量
5.3 电涡流式传感器
1.原理:涡流效应
5.3 电涡流式传感器
原线圈的等效阻抗Z变化：
ZZ(,,,)
2、高频反射式涡一流传、感器基本原理
1）工作原理及公式
I1
H 1
H 2 I2
22
22
R R M j LL M U 1 R L R L I1
R 1 ZZR 2 1 R UUII2 1112 1 2 2 M 2 2 L 2 2 2 R 2 R 1 1 R R j2 2 2R R 2 2 2 2 L 2 2 2 1 2 M M 2 2 2 2 L L L 2 2 2 2 2R 2 jj2 2 1 L M L 1 1 2 2 L L L 2 2 2 2 R 2 R 2 2 2 2 2 2 2 2 M M 2 2 2 2 L L 2 2 2 2 2
2
2
R
L
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器：应用
5.3 电涡流式传感器：应用
案例：无损探伤
原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。
火车轮检测
油管检测
缺点：1、存在零点残余电压； 2、因属于结构型传感器，动态响应慢，不适用测量高
频、动态信号。
种类：
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型 涡流式
5.1 自感式电感传感器
1. 工作原理：可变磁阻式
Δ0=0.1~0.5mm
L W20A 2
③对电源电压，频率的波动及温度变 化等外界影响也有补偿作用
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
工程测试技术
第5章 电感式传感器
付景山
本章学习要求：
1.掌握电感式传感器的基本分类 2.掌握电感式传感器的工作原理、性能特点 3.掌握测量电路和信号调制的基本方法 4.了解电感式传感器的应用
➢ 电感式传感器的分类
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为自感、互感、阻抗变化传感器。
用途：测量位移、力、振动、压力、应变、流量……
①
②
④减少了作用在衔铁上的电磁 力
分子、分母同除δ
L1L1L
当x＜1时：11x
lim nn0
xn
当x＜1时： 1
lim xn
1x nn0
x
lim xn
1x nn1
1 1 1 x 1(x)
U •(Z1Z 1Z Z3 2)Z Z (3 2Z 4Z4)U •sj[j( L ( L L )L •)R j j (L (L L)L)2 ]• R RU •S
M1
Ii U iN 1
N 21 E 21
UoHale Waihona Puke Baidu
N 22 E 22
M2 图2-58 螺线管式差动变压器原理图
2、差动变压器的零点残余电压：
（1）什么是？当铁心在中间位置时，差动变压器的输出电压不为 零，其值约为几mV,有时达到几十mV,而且无论怎样调节铁心位置，
均无法消除。
（2）产生的原因： ①、差动变压器两副边的电气参数，几何尺寸，磁路不对称； ②、存在寄生参数，如：匝间电容，引线与外壳间的分布电容…… ③、电源电压存在高次谐波； ④、磁路磁化曲线的非线性。 （3）危害： ①、造成测量误差；②、使后级放大电路饱和。 （4）对策：①提高框架和线圈的对称性； ②减少电源中的谐波成分；③正确选择磁路材料，同时，适当减少 线圈激磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性段；
本章小结：
1.三种类型电感式传感器的工作原理 2.差动变压器和电涡流传感器的特点 3.测量电路：重点在交流电桥的平衡条件和调幅作用 4.电感式传感器的应用
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
2R LU •S1 LU •S 和单臂电桥相比，灵敏度增大了一倍。 4RL 2L 输出电压的东西取决于电感变化的大
小，相位取决于电感变化的正、负号。
差动电感传感器本身的零点剩余电压： ①、原因、什么是？ 由于制造中的各种因素，如绕组尺寸，所选材料和安装等问题，使 衔铁处于中间初始位置时，输出电压不为零，或在调整时，对工作 电源基频可调到平衡，但对高次谐波难以调到平衡，造成零点输出 误差
5.2 互感式电感传感器：差动变压器 LVDT
1. 工作原理
u1
(M
0
km x)
di 1 dt
u2
(M
0
km x)
di 1 dt
u0
u 1u 2
2km
di 1 dt
在中间位置：u1=u2 u0=0 向上移动 ：u1＞u2 u0与u1同相位 ； 向下移动：u1＜u2 u0与u2同相位。
输出电压u0的大小与位移x成正比，而相位反应位移x的方向——相 敏整流。
②对策： a、制造时尽量使机械上，电气上对称； b、使用时，由后续电路进行补偿调零。
①降噪、②便于使用性能稳定的 交流放大器
相敏整流：①鉴别相位、②把交流变直流
种类：①半波相敏整流（检波）器 王光铨P76 ②单环形相敏检波器 吴旗P125 王光铨P144 ③三极管式 张肃文、高频电子电路 ④运放式 、P175;csy——968传感器试验台 ⑤LZX1全集成化相敏器;测试讲稿2/P175;王光铨P140
5.2 互感式电感传感器：差动变压器
3、测量电路 1）、相敏整流
2）、
4、应用；用于测量位移及一切可以转换成位移的那些物理量
图2-62 差动变压器测量加速度的原理图
差动变压器位移传感器
案例：板的厚度测量
~
案例：张力测量
5.3 电涡流式传感器
1.原理:涡流效应
5.3 电涡流式传感器
原线圈的等效阻抗Z变化：
ZZ(,,,)
2、高频反射式涡一流传、感器基本原理
1）工作原理及公式
I1
H 1
H 2 I2
22
22
R R M j LL M U 1 R L R L I1
R 1 ZZR 2 1 R UUII2 1112 1 2 2 M 2 2 L 2 2 2 R 2 R 1 1 R R j2 2 2R R 2 2 2 2 L 2 2 2 1 2 M M 2 2 2 2 L L L 2 2 2 2 2R 2 jj2 2 1 L M L 1 1 2 2 L L L 2 2 2 2 R 2 R 2 2 2 2 2 2 2 2 M M 2 2 2 2 L L 2 2 2 2 2
2
2
R
L
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器
5.3 电涡流式传感器：应用
5.3 电涡流式传感器：应用
案例：无损探伤
原理 裂纹检测，缺陷造成涡流变化。
火车轮检测
油管检测