UDG型电极式水位传感器

UDG型电极式水位传感器
UDG型电极式水位传感器

UDG 型电极式水位传感器

横插式国产电接点(M16×

1.5)

竖式进口欧姆龙电接点omRon(BS-1)

竖式进口欧姆龙电接点

omRon(BS-1)

一、简介

我公司生产的电极式锅炉水位传感器是根据国家劳动部颁发的《蒸汽锅炉安全监察规程》第108条规定“蒸发量≥2吨/时的锅炉,必须装设高低水位报警器”且“报警信号须能区分高低水位”而研制生产的。1990年被南通市评为优质产品。1991年被评为江苏省优质产品。

UDG 型电极式水位传感器与锅炉控制台或专用控制箱配套使用,安装在锅炉上,组成一个锅炉水位自动控制与报警系统,该系统可以根据锅炉的水位,自动控制水泵电机的启动与停止。使锅炉中水

位始终保持在正常水位范围内,当中某种因素影响下,使锅炉出现缺水或满水事故苗子时,该系统将会及时鸣响警铃,点亮警灯,引起操作人员警惕,及时排除故障。该系统是保证安全生产,减轻司炉工人劳动强度,节省能源的理想装置。

我公司生产的UDG型锅炉水位传感器,在设计、选材、制造时特别注意到能持续使用和安全可靠。传感器的电极棒采用高级不锈钢;绝缘材料采用耐高温的高级绝缘材料;筒体采用无缝钢管。出厂前都经严格的耐压检验,并经南通市劳动局鉴定。质量可靠、性能稳定、反应敏感、使用维护方便,外形美观大方,安全符合产品标准和技术要求,经过长期的实际使用,得到用户的普遍好评。

本装置还适用于其它设施中的水位控制,如水箱、水塔等和其它有导电性能的液位控制。并接受用户在特殊要求下的液位控制。也可为用户设计、制造各种特殊要求的型号和规格。我公司还备有KZB-3型控制箱供用户配套使用。产品实行三包,希望用户提出宝贵意见,以便我们在产品质量上不断提高。

二、主要技术参数

1、公称压力:PN0.6、1.6、2.5、4MPa

2、公称通径:DN:25mm

3、适用温度:≤250℃

4、规格:L250、300、330、350、400、440

5、法兰标准:JB75-59~JB82-59

注:中水位线为“0”,“0”线上为“+”、“0”线下为“—”。

注:★控制与报警组合使用,也可以单独使用。4MPa为电极点控制。

五、保养

1、在安装锅炉自控报警系统以后,也必须注意玻璃管水位,以防安全装置万一失灵。当水位低于正常水位下限时应及时手动进水,并立即寻找失灵原因;当水位玻璃管内消失时,应采用冲洗水位表

和吊水等方法;当传感器连接法兰低于锅炉法兰而引起假水位时,应严格注意把传感器筒底存水放掉后吊水,或者连续吊水二次,若发现锅炉缺水,严禁向锅炉给水,防止发生锅炉事故。

六、常见故障排除方法

1、当出现一般故障时,即报警器没有按预定水位显示报警时,可先打开罩壳,检查线路:是否短路,接头是否松动,接“0”线是否遗漏一般故障排除后即可恢复正常。

2、若接线无问题,可用兆欧表检查线路的绝缘性能,各电极与筒体之间互不导电(检查时应将传感器内的水排掉)阻抗应在20兆欧以上。如出现短路系绝缘套或电极出现故障,只要停炉降压至零,打开端盖法兰,换去相应的绝缘套、电极点可更换一只。绝缘套和电极点可向我公司函购绝缘套圈,也可采用聚四氟乙烯按实样自制调换。

3、若左右水位高低不平或乱报警,应注意左右传感器是否在安装中换错位置或线路与控制台换错编号,若属换错编号,复位后即可排除故障。

七、提示

新安装本产品在锅炉加热升压前,请再拧紧端盖上四氟乙烯上端M10螺帽,以免产生蒸气渗漏失灵。

传感器原理及应用

温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等,下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述,并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下: 这里T指开氏绝对温度,A、B、C、D是常数,根据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一般它与ADC的参考电压一致,因此如果ADC的参考电压是5V,Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压,其阻值变化使得节点处的电压也产生变化,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

传感器电容式湿度传感器的应用重点

题目传感器电容式湿度传感器的应用 姓名 学号 系(院)_电子电气工程学院_ 班级 目录 前言 (3) 1. 绪论 (1) 1.1电容式传感器的工作原理 (1)

1.2电容式传感器的特点 . (4) 2. 系统设计 (6) 2.1硬件电路设计 (6) 2.2 湿敏电容器的特性 (8) 2.3 电容式传感器数据处理 (8) 2.4测试结果 (8) 结论 (10) 参考文献 (11) 淄博职业学院 前言 人类的生存和社会活动与湿度密切相关,随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。在电子科学技术日益发达的今天, 人类对自身的生活环境及工作环境要求越来越高。湿度的监测与控制在国民经济各个部门,如国防、科研、煤炭开采和井下监测以及人生活等诸多领域有着非常广泛的应用。众所周知, 湿度的测量较复杂,而对湿度进行控制更不易。人们熟知的毛发湿度计、干湿球湿度计等已不能满足现代工作条件和环境的要求。为此,人们研制了各种湿度传感器,其中电阻和电容型湿度传感器以其测量范围宽, 响应速度快, 测量精度高, 稳定性好, 体积小, 重量轻,制造工艺简单等显示出极大的优越性, 在实际中得到了广泛应用。由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看,同是湿度传感器,材料、结构不同,工艺不同。其性能和技术指标有很大差异,因而价格也相差甚远。湿度是一个重要的物理量,航天航空,计量等许多环境中需要在高温下进行湿度的测量,很多行业中,如发电、纺织食品、医药、仓储、农业等,对温度、湿度参量的要求都非常严格,目前,在低温条件下,(通常是指100℃以下),湿度

测量已经相对成熟,有商品化产品,并广泛应用于各种行业,另外有许多以行业需要在高温环境下测量湿度,如航天航空、机车舰船、发电变电、冶金矿山、计量科研、电厂、陶瓷、工业管道、发酵环境实验箱、高炉等场合,这时,湿度测量结果往往不如低温环境下的测量结果理想,另外,在恶劣的环境下工作,例如气流速度、温度、湿度变化非常剧烈或测量污染严重的工业化气体时,将使精度大大下降。然而,随着科技的进步,人们对湿度的测量设备进行了越来越深层的研究,本文就以电容型湿度传感器进行阐述。 1. 绪论 1.1电容式传感器的工作原理 电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置,它本身就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单,体积小,动态响应好,灵敏度高,分辨率高,能实现非接触测量等特点,因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。 这里主要介绍电容式传感器的原理、结构类型、测量电路及其工程应用。当被测量的变化使S 、d 或ε任意一个参数发生变化时,电容量也随之而变,从而完成了由被测量到电容量的转换。当式中的三个参数中两个固定,一个可变,使得电容式传感器有三种基本类型:变极距型电容传感器、变面积型电容传感器和变介电常数型电容传感器。电容式传感器的测量电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。因此,常用的测量电路主要有桥式电路、调频电路、脉冲宽度制电路、运算放大器电路、二极管双T 形交流电桥和环行二极管充放电法等。调频电路实际是把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分, 当输入量导致电容量发生变化时,振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为测量系统的输出量,用以判断被测非电量的大小,但此时系统是非线性的,不易校正,因此必须加入鉴频器,将频率的变化转换为电压振幅的变化,经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。

霍尔传感器工作原理

半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。 半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。

水位传感器种类、工作原理介绍

水位传感器种类、工作原理介绍 水位传感器是一种可以检测水位的传感器,主要应用于医疗、食品、化工行业中,进行水位控制、水位的检测。先介绍水位传感器的分类。 水位传感器的种类: 水位传感器种类很多,包括单法兰静压/双法兰差压水位传感器,浮球式水位传感器,磁性水位传感器,投入式水位传感器,电动内浮球水位传感器,电动浮筒水位传感器,电容式水位传感器,磁致伸缩水位传感器,伺服水位传感器等,超声波水位传感器,雷达水位传感器等。 (图片源自网络)

(图片来源于网络)

上图是一个水位传感器种类的大概情况,由此图我们可以看出水位传感器种类较多,主要可以分为接触式和非接触式两种。 浮筒式水位传感器:浮筒式水位变送器是将磁性浮球改为浮筒,水位传感器是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式水位变送器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的水位、界位或密度的,它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。 浮球式水位传感器:浮球式水位变送器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成,一般磁性浮球的比重小于0.5,可漂于液面之上并沿测量导管上下移动,导管内装有测量元件,它可以在外磁作用下将被测水位信号转换成正比于水位变化的电阻信号,并将电子单元转换成信号输出。浮球开关因为是最简单、最古老的检测方式,有着检测水位不精确的缺点,浮子易卡死。 (图片源自网络)

静压式水位传感器: 该变送器利用液体静压力的测量原理工作,它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号,再经放大电路放大和补偿电路补偿,最后以4~20mA或0~10mA电流方式输出。 超声波式水位传感器: 这是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的超声波,超声波在碰到液体会产生显著反射形成反射成回波。因此以超声波作为检测手段,产生超声波和接收超声波。这就是超声波式的水位传感器工作原理。超声波式水位传感器特点:频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播。 光电式水位传感器: 光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而 开发的新型接触式点液位测控装置。光电水位传感器具有结构简单、定位精度高,没有机械部件,不需调试,灵敏度高及耐腐蚀、耗电少、体积小等诸多优点,还具有耐高温、耐高压、耐强腐蚀,化学性质稳定,对被测介质影响小等特征。

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变:物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变:当外力去除后,物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件:具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理:当被测物理量作用于弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形,产生相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,引起应变片的电阻值变化,通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构:应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用:广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1.电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”。 2.电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4.电阻应变式传感器的应用 (1)应变式力传感器 被测物理量:荷重或力 一

二 主要用途:作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件:柱式、筒式、环式、悬臂式等 (2)应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 (3)应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 (4)应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据:a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时, 电容量C 也随之变化。 d S C ε=

水位传感器结构及工作原理

1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器.静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。分为两类:一类为接触式,包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器,浮球式液位变送器,磁性液位变送器,投入式液位变送器,电动内浮球液位变送器,电动浮筒液位变送器,电容式液位变送器,磁致伸缩液位变送器,侍服液位变送器等。第二类为非接触式,分为超声波液位变送器,雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器(液位计)适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构,简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4~20mA、 0~5v、 0~10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位,是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术,既保证了传感器的水密性,又使得参考压力腔与环境压力相通,从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制,壳体采用聚四氟乙烯材料制成,采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接,既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性,又使得参考压力腔与环境压力相通,从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理: 用静压测量原理:当液位变送器投入到被测液体中某一深度时,传感器迎液面受到的压力公式为:Ρ = ρ . + Po式中: P :变送器迎液面所受压力 ρ:被测液体密度 g :当地重力加速度 Po :液面上大气压 H :变送器投入液体的深度 同时,通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔,再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连,以抵消传感器背面的 Po , 使传感器测得压力为:ρ . ,显然 , 通过测取压力 P ,可以得到液位深度。 功能特点:

电容式传感器在液位测量中的应用

电容式传感器在液位测量中的应用 【摘要】本文主要介绍了电容式传感器在液体测量中的一项应用——电容式液位计。电容式液位计是企业自动化的重要检测工具.本文介绍的电容式传感器做成水位测量计报警系统,结构简单,具有极高的抗干扰性和可靠性,解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。 【关键词】电容式液位计;测量原理;连接电路 洪水灾害是我国发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重的自然灾害。洪灾会造成江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决。所以一个安全,可靠,及时的水位测量系统显得尤为重要,目前我国较多使用的是浮子式水位测量计,虽然结构简单,但是干扰性较差,抗腐蚀能力也较低。本文根据检测与转化技术中的电容式传感器做成水位测量计报警系统,结构简单,具有极高的抗干扰性和可靠性,解决了温度、湿度、压力及物质的导电性等因素对测量过程的影响。能够测量强腐蚀性的液体,如酸、碱、盐、污水等。 1.解决方案 由于较多的降雨,水库的水位会增加,所以可以利用电容式传感器做成水位测量计。 1.1检测原理 电容式液位计是根据电容的变化来实现液位高度测量的液位仪表,电容式液位计的主要构件包括容式物位传感器和检测电容的线路。电容式液位计在测量时是将一根金属棒探入被测量容器的溶液中,将金属棒作为电容的一极,将容器壁作为电容的另一极。 电容式液位计在工作时,两个电极之间分别处于两种介质之中,而这两种介质的介电常数肯定是不同的,液体的介电常数ε1和气体的介电常数ε2之间存在一个差,这样同一段距离中ε1与ε2的比例不同,加和的结果也不同。 电容式液位计测量时,加设ε1>ε2,那么当液位升高时,ε1占据的比例增大而ε2占据的比例减小,两个电极之间的总的介电常数值也就会随之增大,而电容量也就会相应增加,通过对电容量增加值的测算就可以得到液位高度值。 在液位的连续测量中,多用同心圆柱式电容器,同心圆柱式电容器的电容量: C=■ 式中:

霍尔电流传感器工作原理

霍尔电流传感器工作原理 1、直放式(开环)电流传感器(CS系列) 当原边电流I P流过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出,其输出电压V S精确的反映原边电流I P。一般的额定输出标定为4V。 2、磁平衡式(闭环)电流传感器(CSM系列) 磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿,其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。 具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时,Is不再增加,这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用,此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时,平衡受到破坏,霍尔器件有信号输出,即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔器件就有信号输出。经功率放大后,立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡,所需的时间理论上不到1μs,这是一个动态平衡的过程。因此,从宏观上看,次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。 3、霍尔电压(闭环)传感器(VSM系列)

霍尔电压传感器的工作原理与闭环式电流传感器相似,也是以磁平衡方式工作的。原边电压VP通过限流电阻Ri产生电流,流过原边线圈产生磁场,聚集在磁环内,通过磁环气隙中霍尔元件输出信号控制的补偿电流IS流过副边线圈产生的磁场进行补偿,其补偿电流IS精确的反映原边电压VP。 4、交流电流传感器(A-CS系列) 交流电流传感器主要测量交流信号灯电流。是将霍尔感应出的交流信号经过AC-DC及其他转换,变为0~4V、0~20mA(或4~20mA)的标准直流信号输出供各种系统使用。

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 什么是传感器(传感器定义) 解:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 传感器特性在检测系统中起到什么作用 解:传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器由哪几部分组成说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分,如书中图所示。 传感器的性能参数反映了传感器的什么关系静态参数有哪些各种参数代表什么意义动态参数有那些应如何选择 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中)。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等,应根据被测非电量的测量要求进行选择。 某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=℃、S2=mV、S3=V,求系统的总的灵敏度。 某线性位移测量仪,当被测位移由变到时,位移测量仪的输出电压由减至,求该仪器的灵敏度。

霍尔电流传感器的种类及工作原理

霍尔电流传感器的种类及工作原理 1.简介 霍尔电流传感器可以分为很多种,如果按照原理可以分为开环霍尔电流传感器(Open Loop Hall Effect)和闭环霍尔电流传感器(Close Loop Hall Effect)。基于开环原理的电流传感器结构简单,可靠性好,过载能力强,体积较小,但也有很多缺点,如温度影响大,精度低,反应时间不够快,频带宽度窄等。而闭环霍尔电流传感器等特点是精度高,响应快,频带宽,但同时也有缺点,即过载能力差,体积较大,工艺比较复杂,同时价格也偏高。 1原理图如下: 开环原理霍尔电流传感器示意图 闭环原理霍尔电流传感器示意图 2 霍尔电流传感器的工作原理 霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。 1图片来自PAS 网站

2.1 电流传感 器的输出信号 2当原边导线经过电 流传感器时,原边电流IP 会产生磁力线,原边磁力 线集中在磁芯气隙周围, 内置在磁芯气隙中的霍尔 电片可产生和原边磁力线 成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式:IS*NS= IP*NP。其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS —副边圈匝数;NP / NS—匝数比,一般取NP=1。 电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比,IS 一般小,只有10~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的电压输出信号。 2.2 电流传感器供电电压V A V A指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低。另外,传感器的供电电压V A又分为正极供电电压V A+和负极 供电电压V A-。要注意单相供电的传感器,其供电电压V Amin是双相供电电压V Amin 的2倍,所以其测量范围要高于双相供电的传感器。 2.3 测量范围Ipmax 测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围 一般高于标准额定值I 。 2.4霍尔电流传感器工作原理 霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应原理。它有两种工作方式,即磁平衡式和直式。霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、(次级线圈)和放大电路等组成。 直放式电流传感器(开环式):当电流通过一根长导线时,在导线周围将产生一磁场,这一磁场的大小与流过导线的电流成正比,它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。这一信号经信号放大器放大后直接输出,一般的额定输出标定为4V。 磁平衡式电流传感器(闭环式):磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器,即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈,电流所产生的磁场进行补偿,从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。当原边导线经过电流传感器时,原边电流IP会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式: IS* NS= IP*NP。(其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数;NP/NS—匝数比,一般取NP=1。)磁平衡式电流传感器的具体工作过程为:当主回路有一电流通过时,在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上,所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通,从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场正好相反,因而补偿了原来的磁场,使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip 2董高峰《浅析霍尔电流传感器的应用》

知识讲解 传感器(原理及典型应用)

传感器(原理及典型应用) 编稿:张金虎审稿:代洪 【学习目标】 1.知道什么是传感器,常见的传感器有哪些。 2.了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3.了解传感器的应用模式,能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4.了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。 【要点梳理】 要点一、传感器 1.现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2.传感器原理 传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后,再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3.传感器的分类 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同,可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质(如电阻、电压、电容、磁场等)发生明显变化的特性制成的,如光电传感器、力学传感器等。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器,生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等,分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。 要点二、光敏电阻 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量,一般随光照的增强电阻值减小。 要点诠释:光敏电阻是用半导体材料制成的,硫化镉在无光时,载流子(导电电荷)极少,导电性能不好,随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好。 要点三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻用半导体材料制成,其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。

七种液位传感器的应用及原理

七种液位传感器的应用及原理 液位传感器已经存在了几十年,在食品和饮料,工业,医疗和家用,印刷,农业,汽车和白色家电等市场中进行泄漏检测或液位测量。我们经常想知道为什么客户选择一种技术而不是另一种技术。这是我们被问到的一个常见问题。一些设备制造商也可能对市场上可用的液位传感替代品的种类和智能感到惊讶。 过去,那些昂贵的,涉及到设备的检测过程的技术,现在可以使用先进,创新和智能方法来实现,这些技术具有成本低,效益高,可靠,坚固,高度准确且易于安装的特点。历史上已知的,具有极难挑战性的流体,例如含有气泡/泡沫的肥皂,牛奶和粘性物质(如胶水和墨水),现在被证明是可能的并且很容易被各种液位传感技术检测的物质。 但是,客户否需要这样的传感器或由传感器开发的设备是很多人关心的问题。而且,随着行业的竞争性和一贯想要提高质量,降低成本,提高效率、减少浪费资源的目的,没有一家公司愿意冒险尝试那种不尽人意的解决方案的。 因此熟悉不同液位传感器的工作原理及优缺点,有助于帮助我们选择更合适的液位传感器,下面本文整理了目前常见的液位传感器的检测原理。 一、光电液位开关 优点:紧凑,无活动部件,耐高压和抗高温能力,同时可检测极少量液体。 缺点:由于传感器需要接触液体,需要电源,某些粘稠物质会残留棱镜上导致误报(如黄油)。 应用:容器、油罐液位测量和泄漏检测应用 有一系列的技术术语用于描述这种类型的液位传感技术。光学棱镜,电光学,单点光学,光学水平开关等等,以下以光电液位开关这个术语为大家做简单的介绍: 光电液位开关内包含一个发光LED和一个光电晶体管。当传感器尖端处于空气中时,传感器尖端内的红外光会反射回晶体管探测器。当处于液体状态时,红外液体会从传感器尖端折射出来,从而减少到达这个探测器的能量。 作为固态器件,这些紧凑型开关非常适用于各种点级传感应用,尤其是在可靠性至关重要的情况下。光学液位开关适用于几乎任何大型或小型罐中的高,低或中等水平检测。它们也适用于检测泄漏,防止代价高昂的设备损坏。 二、电容式液位传感器 优点:固态,可以是非侵入性的,紧凑的,准确的。 缺点:可能需要校准,只能在某些液体中使用。 应用:化学,食品,水处理,电力和酿酒行业的罐体液位监测。

电容式导电液体液位传感器

传感器课程设计说明书 电容式导电液体液位传感器Capacitive conductive liquid level sensor 学院名称:机械工程学院 专业班级: 学生: 学生学号: 指导教师: 指导教师职称:教授 2012年 1 月

电容式导电液体液位传感器 专业班级:**** 学生:**** 指导老师:**** 职称:**** 摘要在工业自动化生产过程中,为了实现安全快速有效优质的生产,经常需要对液位进行测量,继而进行自动调节、智能控制使生产结果更趋完善。 通常进行液位测量的方法有二十多种,分为直接法和间接法。直接液位测量法是以直观的方法检测液位的变化情况,如玻璃管或玻璃板法。然而随着工业自动化规模的不断扩大,因其方法原始、就地指示、精度低等逐渐被间接测量方法取代。目前国外工业生产中普遍采用间接的液位测量方法,如浮子式、液压式、电容法、超声波法、磁致伸缩式、光纤等。其中电容式液位测量价格低廉、结构简单,是间接测量方法中最常用的方法之一。 本设计采用一种简单方便的电容式液位测量方法,电容式传感器是将被测非电量的变化转化为电容变化量的一种传感器,它具有结构简单、分辨力高、可实现非接触测量,并能在高温、辐射和强烈震动等恶劣条件下工作等优点,是很有发展前途的一种传感器。 本电容式液位测量设计方式是用等径的长直圆筒容器,液位的高低正比于导电液体与测杆中导电金属铜之间电容的大小,通过测量电路的转换,就可以很方便地测量出液面的位置。 此课程设计的目的是为了熟练掌握电容传感器的基本知识和各种测量电路的原理运用;基本掌握测量液位方法的基本思路和方法;能够利用所学的基本知识和技能,解决简单的传感器测量问题;培养综合利用传感器进行测量设计的能力。 关键词:液位测量电容式传感器测量电路电容传感器测量

最新传感器原理及应用试题库

一:填空题(每空1分) 1 1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元2 件,测量电路三个部分组成。 3 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。4 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,根据光电效应5 可以分为外光电效应,内光电效应,热释电效应三种。 6 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 7 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 8 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式9 应变计和箔式应变计结构。 10 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系,在11 后坡区与距离的平方成反比关系。 12 8.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温13 度传感器。 14 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式: U C E 15 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定16 义为:传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公17 式表示 k(x)=Δy/Δx 。 18 11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特19

性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、20 端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最21 小二乘法线性度。 22 12.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体23 式两大类。 24 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信25 息变换过程。 26 14.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法27 电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 28 15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 29 16.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳30 定性。 31 17.在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效32 应,入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。 33 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 34 19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随35 频率变化的关系,与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有36 关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr(f)=Sr。/(1+4π2f2τ2) 37 20.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 38 21.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是:能够感受规定的被测39 量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和40 转换元件组成。 41

电容式液位传感器的工作原理

电容式液位变送器原理:是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量(通常为pf)差值变化,由专用的ada电容检测芯片进行信号处理,可以输出多种信号通讯协议,如:io,bcd,pwm,uart,iic…,电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化,大大扩展了实际应用,同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端,甚至在某些特殊领域不能检测的问题。该专用ada电容检测芯片由于内置mcu双核处理,就可以实现很多特殊控制功能,甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能,诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位,电容式液位检测是目前液位变送器中最有优势的检测方法。 有些放大器对前开关来选择扬声器a或b或a和b,液位变送器如果不是,您将需要一个扬声器选择开关。只要开关打开或关闭扬声器良好,选择开关里面有一些多余的部分,以确保放大器是不超载。你可以设计为4或8欧姆开关放大器输出。他们确定了由放大器看到不降到4或8欧姆负载分别。您的开关信息可能会说“与4欧姆负载或以上”的发言者不超过4欧姆。这意味着,只要每一位发言者是采用4或6或8欧姆,你不会有问题。 在你回来放大器,输出评价应该可见。比如,它可以说每声道50瓦rms的4欧姆。对于这种情况下,选择一个4欧姆开关。确保你的开关思想的有效值评级是合适的放大器。保护您的放大器应该有内在的。您的发言者也应该有一个装载或阻抗值对他们说这可能回显示8欧姆,例如。接下来,您需要决定您需要多少产出。你可以得到2,4或8通道单元容易。这就是你的单位线是连接在放大器(左,右)的输出开关的输入。接下来,液位变送器连接您现有的喇叭输出1和输出2,3等为您的新的立体声双扬声器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型,报价,采购,参数,图片,批发信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/78138822.html,/

电容式液位传感器

嘉兴学院毕业设计(论文)外文翻译 原文题目: Capacitive Liquid Level Sensor 译文题目:电容式液位传感器 学院名称:机电工程学院专业班级:电气081班学生姓名:毛勇 电容式液位传感器 这篇申请包含了1990年1月18日提交的辑07/466,936号描述的电容式液位传 感器和1990年1月18日提交的辑07/466,938号描述的容性液界面传感器共同 专利申请材料。 1.本发明的背景 本发明涉及到的是电容式液位传感器。这种液位传感器发现被许多的仪器使 用,其中一个用于从要分析的样品或试剂的容器里的液体中退出的机器人探测 器,就用到了该传感器。 在这样的机器人系统,它有容器内液位水平的知识,这样用于退出液体的探 测器能够被控制,以尽量减少与容器的内容接触。这种方式可以减少样品和试剂 之间的交叉污染,使清洗探头这样的尖端工作变得更为简单。在这种机器人系统 的探测器引入液体容器,最好保持低于液体的表面。 为了实现这一目标,各种液位传感器已被开发。这些就是所谓的电容式液 位传感器。这些都是基于任何导体都有有限电容的事实。当探测器真的接触液体, 液体的高介电常数和更大的表面面积会增加探测器的电容。这些电容的变化可以 相当小,因此敏感的检测设备是必需的。 现有技术已知的设备,适用于检测像桥梁,RC或LC振荡器和频率计计数 器(包括外差),锁相环,过零间对米,一个RC或LC滤波器的幅度变化,通过 一个RC或LC电路的相移的变化这样微小变化的电容。 其中现有的液位传感器是美国金士顿公司第3391547专利,使液罐的电容液 位探测器公诸于世。他采用了电容式探测器,置于液体中,作为电桥电路的一条

电流传感器的工作原理

电流传感器的工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电流传感器工作原理 电流传感器是传感器的一种分类,其主要信号源是采集信号的电流大小!主要参数为其电流大小!检测方法一般是检测电流特性的器件,一般有电流表之类的! 工作原理主要是霍尔效应原理. 一、以零磁通闭环产品原理为例: 1、当原边导线经过电流传感器时,原边电流IP会产生磁力线,原边磁力线集中在磁芯气隙周围,内置在磁芯气隙中的霍尔电片可产生和原边磁力线成正比的,大小仅为几毫伏的感应电压,通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,并存在以下关系式: IS* NS= IP*NP 其中,IS—副边电流; IP—原边电流; NP—原边线圈匝数; NS—副边线圈匝数; NP/NS—匝数比,一般取NP=1。 电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比, IS一般很小,只有10~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的电压输出信号。 2、传感器供电电压VA VA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。要注意单相供电的传感器,其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍,所以其测量范围要相供高于双电的传感器。 3、测量范围Ipmax 测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围一般高于标准额定值IPN。 二、电流传感器主要特性参数 1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN

水位传感器原理及其基本信息

水位传感器原理及其基本信息 水位传感器,从字面上来讲,它就是一种反应水位,并输送其检测的信息给相关人员、单位的仪器,其实,这也就是它的大致概念了。它的应用范围非常的广泛,且都是一些较大的工厂,如:水厂、化工厂等地方。当然,我们平常人能够接触到它的机会就非常之少了。但是 作为知识的积累,我们还是很有必要了解到它的一些基本信息及其工作原理的。水位传感器,

能将被测点水位参量实时地转变为相应电量信号的仪器。LC-SW1型水位传感器由全密封隔离膜充油传感器和内置高性能微处理器构成,可对传感器的非线性、温度漂移等进行全范围内的数字化修正处理,并有HART通信协议输出和模拟输出。具有精度高、稳定性极好的特点,可实现现场诊断过程双向通信,可使用在城市供电、水利水电、冶金、石化等。广泛用于水厂、炼油厂、化工厂、玻璃厂、污水处理厂、高楼供水系统、水库、河道、海洋等对供水池、配水池、水处理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及对各种液体静态、动态液位的测量和控制。工作原理:容器内的水位传感器,将感受到的水位信号传送到控制器,控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较,得出偏差,然后根据偏差的性质,向给水电动阀发出”开”“关”的指令,保证容器达到设定水位。进水程序完成后,温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出”开”的指令,于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源,系统进入保温状态。程序编制过程中,确保系统在没有达到安全水位的情况下,控制热源的电动调节阀不开阀,从而避免了热量的损失与事故的发生。技术参数:被测介质:弱腐蚀性液体量程:100mmH2O~100mH2O、500mmH2O~500mH2O(水位高/深度)输出:4~20mA(二线制)、0~5VDC、0~10VDC、0.5~

水位传感器

本设计所用到的传感器,包括测水位的传感器与测水温的传感器,分别作如下介绍: (1)水位传感器: 它的结构图如下: 说明:结构图中的电阻外表面均不与水直接接触,但分别与a、b、、c、d 良好接触,a、b、c、d用于感知水位。 硬件图中HD74HC04P是一个六反向器,管脚如下图所示: 它在本设计中用于接成环形振荡器。

选择合适电容、电阻值时,环形振荡器就能根据每次传感器的阻值产生相应特定周期的方波。 其中为水位传感器的电阻值 由传感器的结构图可看出: 当水位未达到a时,即h

所以,水位传感器测水位的基本原理如下: (m 为T1的计数值,为T0的定时值)。 (2)水温传感器 本设计可选选用具有负温度系数的热敏电阻来测水温,热敏电阻与普通电阻不同,它具有负的温度特性,当温度升高时,电阻值减小,它的应用是为了感知温度。 现选用MF51型直热式负温度系数热敏电阻,它的技术特性如下: )) 它能满足本设计的测量灵敏度要求和2%的测量精度要求,性价比较高。 测量原理: 与水位传感器一样,在设定好合适的参数(R1、R2、Rs 、C )后,对应每个热敏电阻阻值,环形振荡器便能产生一个特定周期的矩形波。 T 可通过单片机的T0外部计数和T1内部定时的方式确定。 故

传感器原理及应用习题答案(完整版)

2-4、现有栅长为3mm 和5mm 两种丝式应变计,其横向效应系数分别为5%和3%,欲用来测量泊松比μ=的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)。试问:应选用哪一种应变计为什么 答:应选用栅长为5mm 的应变计。由公式ρρ εμd R dR x + +=)21(和[]x m x K C R dR εεμμ=-++=)21()21(知应力大小是通过测量 应变片电阻的变化率来实现的。电阻的变化率主要由受力后金属丝几何尺寸变化所致部分(相对较大)加上电阻率随应变而变的部分(相对较小)。一般金属μ≈,因此(1+2μ)≈;后部分为电阻率随应变而变的部分。以康铜为例,C ≈1,C(1-2μ)≈,所以此时K0=Km ≈。显然,金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。从结构尺寸看,栅长为5mm 的丝式应变计比栅长为3mm 的应变计在相同力的作用下,引起的电阻变化大。 2-5、现选用丝栅长10mm 的应变计检测弹性模量E=2×1011N/m 2、密度ρ=cm 3的钢构件承受谐振力作用下的应变,要求测量精度不低于%。试确定构件的最大应变频率限。 答:机械应变波是以相同于声波的形式和速度在材料中传播的。当它依次通过一定厚度的基底、胶层(两者都很薄,可忽略不计)和栅长l 而 为应变计所响应时,就会有时间的迟后。应变计的这种响应迟后对动态(高频)应变测量,尤会产生误差。由][]e l v f e l l 66max max ππλ<= <或式中v 为声波在钢 构件中传播的速度; 又知道声波在该钢构件中的传播速度为: kg m m N E 336211108.710/102--????= = ρ ν; s m kg s m Kg /10585.18.7/8.91024228?=???=; 可算得kHz m s m e l v f 112%5.061010/10585.1||63 4max =???= = -π 。 2-6、为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件 现用一等强度梁:有效长l =150mm ,固支处宽b=18mm ,厚h=5mm ,弹性模量E=2×105N/mm 2,贴上4片等阻值、K=2的电阻应变计,并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问: 1)悬臂梁上如何布片又如何接桥为什么 2)当输入电压为3V ,有输出电压为2mV 时的称重量为多少 答:当力F 作用在弹性臂梁自由端时,悬臂梁产生变形,在梁的上、下表面对称位置上应变大小相当,极性相反,若分别粘贴应变片R 1 、 R 4 和R 2 、R 3 ,并接成差动电桥,则电桥输出电压U o 与力F 成正比。等强度悬臂梁的应变E h b Fl x 206= ε不随应变片粘贴位置变化。 1)、悬臂梁上布片如图2-20a 所示。接桥方式如图2-20b 所示。这样当梁上受力时,R1、R4受拉伸力作用,阻值增大,R2、R3受压,阻值减小,使差动输出电压成倍变化。可提高灵敏度。 2)、当输入电压为3V ,有输出电压为2mV 时的称重量为: 计算如下: 由公式: o i i x i o U KlU E bh F E h b Fl K U K U U 66220=?==ε代入各参数算F =; 1牛顿=千克力;所以,F=。此处注意:F=m*g ;即力=质量*重力加速度;1N=1Kg*s 2.力的单位是牛顿(N )和质量的单位是Kg ;所以称得的重量应该是。 ; 2-7、何谓压阻效应扩散硅压阻式传感器与贴片型电阻应变式传感器相比有什么优点,有什么缺点如何克服 答:“压阻效应”是指半导体材料(锗和硅)的电阻率随作用应力的变化而变化的现象。 优点是尺寸、横向效应、机械滞后都很小,灵敏系数极大,因而输出也大,可以不需放大器直接与记录仪器连接,使得测量系统简化。 缺点是电阻值和灵敏系数随温度稳定性差,测量较大应变时非线性严重;灵敏系数随受拉或压而变,且分散度大,一般在(3-5)%之间,因而使得测量结果有(±3-5)%的误差。 压阻式传感器广泛采用全等臂差动桥路来提高输出灵敏度,又部分地消除阻值随温度而变化的影响。 2-8 、一应变片的电阻R=120Ω,k=,用作应变片为800μm/m 的传感元件。

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