传感器的基本特性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
二、感应同步器
1.感应同步器结构
定尺
l 4
节距2τ (2mm)
基板(钢、铜) 绝缘粘胶 铜箔 耐切削液涂层 铝箔
节距τ (0.5mm)
sin
cos
滑尺
二、感应同步器
包括定尺和滑尺,用制造印刷线路板的腐蚀方 法在定尺和滑尺上制成节距 T( 一般为 2mm) 的 方齿形线圈。定尺绕组是连续的,滑尺上分布着 两个励磁绕组,分别称为正弦绕组和余弦绕组。 当正弦绕组与定尺绕组相位相同时,余弦绕组与 定尺绕组错开 1/4节距。滑尺和定尺相对平行安 装,其间保持一定间隙(0.05~0.2mm)。
三、传感器的发展方向
2. 传感器的集成化和多功能化 随着微电子学、微细加工技术和集成化工艺等 方面的发展,出现了多种集成化传感器。这类传 感器,或是同一功能的多个敏感元件排列成线性、 面型的阵列型传感器;或是多种不同功能的敏感 元件集成一体,成为可同时进行多种参数测量的 传感器;或是传感器与放大、运算、温度补偿等 电路集成一体具有多种功能——实现了横向和纵 向的多功能。
1. 传感器的静特性 传感器的静态特性是指当被测量处于稳定状态 下,传感器的输入与输出值之间的关系。传感器 静态特性的主要技术指标有:线性度、灵敏度、 迟滞和重复性等。 (1).线性度 传感器的线性度是指传感器实际输出—输入特 性曲线与理论直线之间的最大偏差与输出满度值 之比,即
γL Δmax 100% yFS
三、传感器的发展方向
3. 传感器的智能化 “电五官”与“电脑”的相结合,就是传感器 的智能化。智能化传感器不仅具有信号检测、转 换功能,同时还具有记忆、存储、解析、统计处 理及自诊断、自校准、自适应等功能。如进一步 将传感器与计算机的这些功能集成于同一芯片上, 就成为智能传感器。
2.2 线位移检测传感器
二、传感器的基本特性
5.分辨力 传感器能检测到的最小输入增量称分辨力,在输入 零点附近的分辨力称为阈值。
6.零漂 传感器在零输入状态下,输出值的变化称为ຫໍສະໝຸດ Baidu漂, 零漂可用相对误差表示,也可用绝对误差表示。
二、传感器的基本特性
2. 传感器的动态特性 传感器能测量动态信号的能力用动态特性表示。 动态特性是指传感器测量动态信号时,输出对输 入的响应特性。传感器动态特性的性能指标可以 通过时域、频域以及试验分析的方法确定,其动 态特性参数如:最大超调量、上升时间、调整时 间、频率响应范围、临界频率等。
化学传感器
按输出的信号分:
非电量型 有接点型(微动开关,接触开关, 行程开关) 无接点型(光电开关,接近开关)
传感器
二值型
电阻型(电位器,电阻应变片)
电量 模拟型 电压,电流型(热电偶,Cds电池)
电感,电容型(可变电容)
计数型(二次型+计数型)
数字型
代码型(旋转编码器,磁尺)
二、传感器的基本特性
H
yFS
二、传感器的基本特性
(4).重复性 传感器在同一条件下,被测输入量按同一方向作全 量程连续多次重复测量时,所得输出——输入曲线的 不一致程度,称重复性。重复性误差用满量程输出的 百分数表示,即
R m 100% 近似计算 γR yFS
2~3 2 n 1 y y i 精确计算 R yFS
三、传感器的发展方向
1. 新型传感器的开发 鉴于传感器的工作机理是基于各种效应和定律, 由此启发人们进一步发现新现象、采用新原理、 开发新材料、采用新工艺,并以此研制出具有新 原理的新型物性型传感器,这是发展高性能、多 功能、低成本和小型化传感器的重要途径。总之, 传感器正经历着从以结构型为主转向以物性型为 主的过程。
二、感应同步器
2.感应同步器的工作原理 在滑尺的绕组中,施加频率为f(一般为 2~10kHz)的交变电流时,定尺绕组感应出频 率为f的感应电动势。感应电动势的大小与滑尺和 定尺的相对位置有关。 设正弦绕组供电电压为Us,余弦绕组供电电压 为Uc,移动距离为x,节距为T,则正弦绕组单 独供电时,在定尺上感应电势为
二、传感器的基本特性
(2).灵敏度 传感器的灵敏度是指传感器在稳定标准条件下, 输出量的变化量与输入量的变化量之比,即
S0
(3).迟滞 传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行 程中,输出——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞, 迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示
y x
Hm 100 %
第二章 检测与传感器
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
概述 线位移检测传感器 角位移检测传感器 速度、加速度传感器 测力传感器 传感器的正确选择和使用 检测信号的采集与处理
2.1 概述
一、定义及分类:
1、定义:传感器是将力、温度、位移、速 度等量转换成电信号的元件。“传感器技 术是机电一体化的第一基础” 2、分类 物理传感器 按能量变换的功能分:
B
W 2 sin 2
W
3.莫尔条纹具有平均光栅误差的作用。
一、光栅位移传感器
通过光电元件,可将莫尔条纹移动时光强 的变化转换为近似正弦变化的电信号,如图 所示。
U U0 o
Um
W/2
W
3W/2
2W
x
其电压为:U
U 0 Um sin 2x W
一、光栅位移传感器
将此电压信号放大、整形变换为方波, 经微分转换为脉冲信号,再经辨向电路和 可逆计数器计数,则可用数字形式显示出 位移量,位移量等于脉冲与栅距乘积。测 量分辨率等于栅距。
一、光栅位移传感器
二、感应同步器 三、磁栅位移传感器
一、光栅位移传感器
1、光栅的构造:
3 2 1
4
1.标尺光栅 2.指示光栅 3.光电元件 4.光源
一、光栅位移传感器
2、工作原理
把两块栅距W相等的光栅平行安装,且让它们的刻痕之间 有较小的夹角θ时,这时光栅上会出现若干条明暗相间的条 纹,这种条纹称莫尔条纹,它们沿着与光栅条纹几乎垂直的 方向排列,如图所示。
指示光栅 标尺光栅 d f d f d W θ
W/2
d f d f d
d
W/2
B
d
一、光栅位移传感器
莫尔条纹具有如下特点: 1.莫尔条纹的位移与光栅的移动成比例。光栅每 移动过一个栅距W,莫尔条纹就移动过一个条
纹间距B
2.莫尔条纹具有位移放大作用。莫尔条纹的间距 B与两光栅条纹夹角之间关系为