位移传感器毕业设计

位移传感器毕业设计【篇一：位移传感器设计报告】综合性实验报告实验课程：传感器与检测技术实验名称：位移检测传感器的应用姓名：学号：班级：指导教师：实验日期： 2013年12月17日位移检测传感器应用一、实验类型位移检测综合性实验二、实验目的和要求1．了解微位移、小位移、大位移的检测方法。

2．运用所学过的相关传感器设计三种位移检测系统。

3．对检测系统进行补偿和标定。

三、实验条件为了满足实验要求，现使用电涡流，光纤，和差动三种传感器设计位移检测系统，电涡流取0.1mm为单位，光纤取0.5mm为单位，差动取0.2mm为单位。

进行试验后，用matlab处理数据，分析结论。

（一）：电涡流传感器测位移实验原理：通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

（二）：光纤传感器测位移实验原理：反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。

其原理如图36-1所示：光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。

光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。

当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。

显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。

随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。

（三）：差动电感式传感器测位移实验原理：差动动螺管式电感传感器由电感线圈的二个次级线圈反相串接而成，工作在自感基础上，由于衔铁在线圈中位置的变化使二个线圈的电感量发生变化，包括两个线圈在内组成的电桥电路的输出电压信号因而发生相应变化。

五、实验步骤（一）：电涡流传感器测位移1．按下图1安装电涡流传感器。

图1 2．在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。

调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。

图23．传感器连接按图2，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”的两端，实验模块输出端uo与数显单元输入端ui相接。

数显表量程切换开关选择电压20v档，模块电源用连接导线从实验台接入+15v电源。

4．打开实验台电源，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。

将结果列入下表1。

（二）：光纤传感器测位移1．光纤传感器的安装如图36-2所示，将y型光纤安装在光纤位移传感器实验模块上。

探头对准镀铬反射板，调节光纤探头端面与反射面平行，距离适中；固定测微头。

接通电源预热数分钟。

（三）：差动电感式传感器测位移实验内容与步骤 1、按差动变压器性能实验将差动变压器安装在差动变压器实验模块上，将传感器引线插入实验模块插座中。

2、连接主机与实验模块电源线，按下图连线组成测试系统，两个次级线圈必须接成差动状态。

3、使差动电感传感器的铁芯偏在一边，使差分放大器有一个较大的输出，调节移相器使输入输出同相或者反相，然后调节电感传感器铁芯到中间位置，直至差分放大器输出波形最小。

4、调节rw1和rw2使电压表显示为零，当衔铁在线圈中左、右位移时，l2≠l3，电桥失衡，输出电压信号的大小与衔铁位移量成比例。

5、以衔铁位置居中为起点，分别向左、向右各位移5mm，记录v、x值并填入下表3六、原始数据记录表一：电涡流表二：光纤【篇二：电容式位移传感器毕业论文】电容式位移传感器毕业论文脉宽调制型差动电容位移传感器的研究学院名称：机械工程学院专业：测控技术与仪器脉宽调制型差动位移传感器的研究摘要电容式传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

结构简单、分辨率高、可非接触测量，并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作。

目前在位移、振动、角度、加速度、压力、压差、液面和成分含量测量等方面获得广泛应用。

然而，电容式传感器将被测非电量变换为电容变化后，其信号十分微弱，不便于直接测量，所以为了测出被测非电量必须采用测量电路将其转换成电压、电流或频率信号。

本论文主要研究的内容是电容式位移传感器及其测量电路。

设计中电容器由三片相同的金属板构成，三块板平行放置，连成差动结构，然后配以脉宽调制信号处理电路从而实现对微小位移的检测。

这种电路无需相敏检波电路即可判定产生位移的板的运动位置，由于采用差动结构，整体电路具有线性度高、灵敏度高和温漂小的特点。

设计时将系统分为两部分，即传感器制作部分和测量电路部分，通过分步测试调理，最后建立一个完整的实验系统，研制出一台微位移测试仪。

当动极板与两固定极板的相对位置发生变化时，即产生相对位移时，电路的输出电压产生变化，电压变化与位移呈现线性关系。

关键词：电容式传感器差动结构脉宽调制微小位移线性关系study of displacement sensor based on pulse widthmodulated differentialcapacitorsabstract the capacitive sensor is a type of sensor which isused to convent the measured non electrical quantity to thechanges of the capacity.it has many characteristics ,such as simple structure, high resolution.it can be used for non-contact measurement.moreover,the capacitive sensor can also work under harsh conditions such as heat, radiation, andstrong vibration.now, it is widely used in the displacement, vibration, angle, acceleration, pressure, differential pressure, liquid level and component content measurement.however，after the capacitive sensors transform the measured non-electricity into the changes of the capacitance,the outputsignal is so weak that it can not be measured directly.so the measuring circuit is needed to change the measured non-electrical quantity into the voltage, current or frequency signals.the contents of this thesis are the design of the capacitive displacement sensor and its measurement circuit.in this design,the capacitor consists of three metal plates which are placed parallel,so it is connected as a differential structure.and then using a pulse width modulation signal processing circuitso that we can achieve the detection of smalldisplacements.this circuit can judge the position of the board which causes the displacement without a phase sensitive detection circuit.due to the differential structure, the overall circuit has the following characteristics ,high linearity, high sensitivity and small temperature drift .the system is divided into two parts.one is the production ofthe sensor.the other is the measuring circuit portion.by a step-by-step test,we build a complete experimental system and develop a micro-displacement testing instrument.when the relative position of the moving plate and the two fixed plates which is called relative displacement changes,the output voltage of the circuit changes.there is a linear relationship between the voltage and the displacement.key words :capacitive sensors differential structure pulse width modulation micro-displacement linear relationship目录第一章绪论 .............................................. 错误！未定义书签。

1.1 本课题研究背景 ..................................... 错误！未定义书签。

1.2 本课题研究目的和意义 ............................... 错误！未定义书签。

1.3 研究现状 ........................................... 错误！未定义书签。