8机械量的测量概论
机械测试测量的基础知识(PPT38页)

由上可见,某个间接未知量的测量误差,随测量方法的不同而不同,因此 如何采用最佳的测量方案,是试验设计需要解决的一个问题
举例
①测圆柱体的体积 ②测运动物体的动能
0.2 测量的基础知识
五、要使测量具有普遍科学意义的条件 1、作比较的标准必须是精确已知的,得到公认的;
2、进行比较的测量系统必须工作稳定,经得起检验
0.2 测量的基础知识
测量误差与数据处理
主要内容:
1 误差的基本概念
测量误差的来源 误差的分类
2 随机误差分析 3 误差的传递 4 测量数据的处理
出,并且予以消除或加以修正。
修正值= - 误差值
3、粗大误差: 明显不符合测量结果的误差,或超出规定条件下预计
的误差。 发现后剔除,或测量数据作废。
0.2 测量的基础知识
5 测量精度
精度:泛指测量结果的可信程度。测量结果与真值的吻 合程度,与误差相对的概念。精度 误差
1)精密度:重复测量时,测量结果的分散性 表示测量结果中随机误差的大小的程度。
n
σ越小,分布曲线越陡,小误差出现的概率越大。
c
1 1.96
2
2.58 3
P()
p 0.6827 0.95 0.9545 0.99 0.9973
其中,c为置信系数,cσ称为置信限, 0
±cσ置信区间,p为置信度。
0.2 测量的基础知识
2.计算方法:
由于真值未知,绝对误差不可求,
用残差v 代替:vi xi x
ln y ln x1 ln x2 ln x3
y
n i 1
ln xi
yxi
1 x1
x1
1 x2
x2
1 x3
机械测量ppt课件

测量单位与标准
国际单位制
国际计量大会通过的七个基本单位为基础,定 义其他单位。
国家标准
国家发布的有关测量的标准,如长度、质量、 时间等。
单位换算
不同单位间的换算关系,如米、厘米、毫米等。
测量误差与数据处理
01
02
03
04
误差定义
测量结果与真实值之间的差异 。
制定测量方案
确定测量步骤、操作方法和数 据处理方式。
测量步骤与操作方法
安装测量仪器
按照测量方案正确安装 和调试测量仪器。
进行测量
按照操作规程进行测量 ,并记录测量数据。
数据处理
对测量数据进行整理、 计算和转换,以满足精
度要求。
误差分析
分析测量误差的来源和 影响,采取措施减小误
差。
测量结果的分析与处理
在此添加您的文本16字
形状误差包括圆度、圆柱度、平面度等,位置误差包括平 行度、垂直度、倾斜度等。
在此添加您的文本16字
形状和位置误差的测量方法包括直接法、间接法和综合法 等。
在此添加您的文本16字
直接法是通过测量工具直接读取被测零件的形状和位置误 差,如百分表、千分表等。
在此添加您的文本16字
间接法是通过测量零件的尺寸和角度等参数,再通过数学 计算得到形状和位置误差,如三坐标测量机等。
更换磨损部件
及时更换磨损严重的部件,如测量探头、轴承等,以确保测量结果 的准确性。
测量准确度的保证措施
1 2
选择合适的测量工具
根据测量需求选择合适的测量工具,确保满足测 量精度要求。
校准与调整
定期对测量设备进行校准和调整,以保持其测量 准确度。
《机械量测量》PPT课件

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6.4转速测量仪表 2.光电码盘转速检测法
光学码盘式传感器 --- 用光电方法将被测角位移转化成数字电信号
特点:高精度、高分辨力、可靠性好
1 --- 光源;2 --- 柱面镜;3 --- 码盘;4 --- 狭缝;5 --- 元件
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(3) 光栅传感器特点
①精度高:测长±(0.2+2×10-6L)μm,测角±0.1″ ②量程大:透射式---光栅尺长(米),反射式---几十米 ③响应快:可用于动态测量 ④增量式:增量码测量 → 计数 断电→数据消失 ⑤要求高:对环境要求高→温度、湿度、灰尘、振动、移动 精度 ⑥成本高:电路复杂
特例:当 =0, w1=w2 → B= → 光闸莫尔条纹 当 =0, w1≠w2 → 纵向莫尔条纹
莫尔条纹
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莫尔条纹特性: 方向性:垂直于角平分线,当夹角很小时 → 与光栅移动方向垂直 同步性:光栅移动一个栅距 → 莫尔条纹移动一个间距一方向对应 放大性:夹角θ很小 → B>>W → 光学放大 → 提高灵敏度 可调性:夹角θ↓→ 条纹间距B↑ → 灵活 准确性:大量刻线 → 误差平均效应 → 克服个别/局部误差 → 提高精度
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6.2位移测量仪表
3.光栅传感器 光栅传感器是新型的高精度、大位移、数字式位移传 感器。
在长度和角度测量中应用的光栅,常称为计量光栅。 计量光栅根据光栅走向分为透射光栅和反射光栅两种 ;根据刻线型式又可分为黑白光栅和相位光栅两种; 根据形状和用途分为长光栅和圆光栅两种。
机械测量基础理论

英制长度单位主要有英尺(ft) 英寸(in) 等: 1ft=12in; 1in=25.4mm
1.2.2 测量方法的分类
(1) 测量方法可以从不同的角度分类。 1.直接测量 2.间接测量
为了减少误差,一般都采用直接测量;当被测量不易直接测量时可采遥间接测量。
2.公差:允许零件几何参数的变动量。 在满足功能要求的前提下同,公差值尽量规定得 在一些,以便获得最佳的经济效益。
3.测量角度的量具.角度量块、角尺、正弦规、正切尺、圆锥规、游标角度尺、水平仪、分 度台等。
4.测量形位的量具。光学平晶、平台、样板平尺,角尺等。
(2)测量器具的技术指标:测量器具技术指标是表征测量器具技术特性和功能的指标,也 是选择和使用测量器具的依据。
1.刻线间距。测量器具标尺上两相邻刻线中心线间的距离。 2.分度值。测量器具的分度值越小,则该测量器具的精度就越高。 3.示值范围。由测量器具所显示或指示的最小值至最大值的范围。 4.测量范围。在测量器具的允许误差范围内所能测出的被测量值的上限值到下限值的范围,
测量误差。 2.变值系统误差。测量过程中误差的绝对值大小和符号按某一确定规律变化。 (2)随机误差 随机误差是指在一定测量条件下,多次测取同一量值时,绝对值和符号以不可预计的方式
变化着的测量误差。随机误差主要是由测量过程中一些偶然性的因素或不确定因素引 起的。 (3)粗大误差 粗大误差是指超出在一定测量条件下预计的测量误差,即对测量结果产生明显歪曲的测量 误差。含有粗大误差测得值称异常值。粗大误差的产生有主观和客观两个方面的原因, 主观原因如测量人员疏忽造成的读数误差,客观误差如外界突然振动引起的测量误差。 由于粗大误差胡显歪曲测量结果,因此在处理测量数据时,应该根据判别粗大误差的 准则设法将其剔除。
常用机械量的测量原理和测量方法

常用机械量的测量原理和测量方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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第八章机械量检测及仪表 ppt课件

JSS-2型数字显示式转速表的原理方框图
R 1 R 2R 2 2 2 M 2 2 L 2 2 j L 1 L 2R 2 2 2 M 2 2 L 2 2 I 1
R 1 R 2 jL 1 L 2 I 1
ZI1
进一步分析可知,线圈电感的改动程度与线圈的 几何外形、尺寸、激磁电流强度i和频率f、金属导体资 料的电阻率ρ和磁导率μ以及线圈与金属之间的间隔d等 多个要素有关。对于详细的传感器,线圈的外形与尺 寸,i和f均是确定的,对确定的被测金属,ρ和μ也是定 值,因此线圈的电感L将只随线圈与金属导体间的间隔 d改动,两者间具有单值对应关系。 3. 丈量电路 调幅式丈量方法
磁敏式转速丈量安装表示 (a)传感器表示图 (b)磁敏式转速丈量电路表示图 1-测速齿轮;2-传感器;3-磁敏电阻;4-稳压器;5-触发电路;6-
3. 涡流式转速传感器
采用电涡流传感器测速时,在旋转轴上开一条或数条 槽,或者在轴上安装一块有轮齿的圆盘或圆板,在有 槽的轴或有轮齿的圆板附近装一只电涡流传感器。当 轴旋转时,由于槽或齿的存在,电涡流传感器将周期 性地改动输出信号电压,此电压经过放大、整形变成 脉冲信号,然后输入频率计指示出脉冲数,或者输入 专门的脉冲计数电路指示频率值。此脉冲数〔或频率 值〕与转速相对应。如有60个槽或齿,假设频率计指 示3000Hz,那么转速为3000r/min,这时每分钟的 转数就可直接读出。假设轴上无法安装齿形圆板或者 不能开槽,那么也可利用轴上的凹凸部分来产生脉冲 信号,例如轴上的键槽等。这种传感器的丈量范围很 宽,转速在1~10000范围内均可丈量。
磁电式传感器的构造如上图所示。传感器的磁钢4与 壳体2固定在一同。芯轴5穿过磁钢的中心孔,并由左 右两片柔软的圆形弹簧片7支承在壳体上。芯轴的一端 固定着一个线圈3;另一端固定一个圆筒形铜杯〔阻尼 杯6〕。当振动频率远远高于传感器的固有频率时,线 圈接近静止不动,而磁钢那么跟随振动体一同振动。 这样,线圈与磁钢之间就有相对运动,其相对运动的 速度等于物体的振动速度。线圈以相对速度切割磁力 线,传感器就有正比于振动速度的电势信号输出。
仪器仪表基础知识-第六章机械量的测量

仪器仪表基础知识
3.2 计数式测速法
1.测频计数式
测频计数式的方法很多,其共同特点是在指定时间T内对转 速传感器发出的脉冲进行计数。若每转一周传感器发出脉冲数为 m,T时间内脉冲计数值为N,则传感器脉冲的频率为 N n f m T 60 每分钟转数n为
60 N n mT
由此可见,测定T时间内传感器脉冲的次数N即可求得转速 n。m的数值最好是60的整数倍。
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仪器仪表基础知识
2.典型测振传感器
(1)磁电式速度传感器:是利用电磁感应原理将传感器与壳 体的相对速度转换成电压输出,可分为相对速度传感器和绝对速 度传感器两种。 在低频范围内绝对速度传感器的相频特性很差,在涉及相 位测量的情况下要特别注意。
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仪器仪表基础知识
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仪器仪表基础知识
电子皮带秤
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仪器仪表基础知识
4.2 加速度与振动的测量
凡是能够测量位移和速度的检测原理都可以用于加速度 与振动的测量。用电测方法测量振动的装置称为振动传感器 (或测振传感器)。 振动测量种类较多,根据被测振动参数来分,有振动位 移传感器、振动速度传感器和振动加速度传感器;根据所采 用的传感器工作原理来分,有应变式、压电式、电涡流式、 电容式、差动变压器式、电感式、磁电式、光电式等;根据 选定的运动参照点来分,有相对振动传感器和绝对振动传感 器。
U o Blv Blr 2Blrn / 60
测速发电机可分为直流测速发电机和交流测速发电机两类。 测速发电机的优点:线性好、灵敏度高和输出信号大。
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仪器仪表基础知识
机械量检测技术及仪表课件

•11
•机械量检测技术及仪表
•12
•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
•33ห้องสมุดไป่ตู้
•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
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•机械量检测技术及仪表
《机械量的测量》PPT课件

光学细分 → 附加ppt码课件道
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四、角度及角位移检测(补充)
测量电路:放大 → 足够电平 ,驱动 整形 → 接近理想方波 细分 → 提高分辨率(光学+电路)
编码码制:十进制码 --- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 读数直观,不易电路处理
二进制码 --- 0000 0001 0010 0011 0100 直观,易于后续电路和计算机处理 多位码同时动作→同步误差→错码
同步性:光栅移动一个栅距 → 莫尔条纹移动一个间距
放大性:夹角θ很小 → B>>W → 光学放大 → 提高灵敏度
准确性:误差平均效应 → 克服个别/局部误差 → 提高精度
13.12.2020
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2. 光栅传感器特点
①精度高:测长±(0.2+2×10-6L)μm,测角±0.1″
②量程大:透射式---光栅尺长(<1米),反射式--->几 十米
多种用途:如果控制x、i1、f不变,就可以用来检 测与表面电导率ρ有关的表面温度、表面裂纹等参数,
或者用来检测与材料磁导率有关的材料型号、表面硬
度等参数。
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电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
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高频电 流通过励磁 线圈,产生 交变磁场, 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流, 使锅底自行 发热,烧开 锅内的食 物。
13.12.2020
ppt课件
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鉴频器特性
使用 鉴频器可 以将f 转 换为电压 Uo
13.12.2020
鉴频器的输出电压与输入频率成正比
ppt课件
机械量检测与仪表

机械量检测与仪表1. 导言机械量检测与仪表是工程领域中非常重要的一个分支,它涉及到测量、检测和监控各种机械量,以便确保机械系统的正常运行。
本文将介绍机械量检测与仪表的基本概念、原理和常用方法。
同时,还将讨论一些常见的机械量检测仪表,以及它们在实际应用中的使用。
2. 机械量检测的概念和原理机械量检测是指对机械系统中的物理量进行测量和检测的过程。
机械系统中的机械量包括但不限于力、速度、位移、温度、压力等。
为了对这些机械量进行准确的测量和检测,我们需要了解它们的基本原理。
下面是一些常见的机械量检测原理:•力的检测原理:力的检测可以通过应变片、压力传感器等实现。
应变片是一种能够根据受力变形的传感器,利用其电阻随力的变化而发生改变,从而实现对力的测量。
•速度的检测原理:速度的检测可以通过测量物体运动的位移和时间来实现。
常见的方法包括激光测距仪、光电编码器等。
•位移的检测原理:位移的检测可以通过测量物体相对于一个基准点的位置来实现。
常见的方法包括电感式位移传感器、光栅尺等。
•温度的检测原理:温度的检测可以通过测量物体的热量来实现。
常见的方法包括热电偶、热敏电阻等。
•压力的检测原理:压力的检测可以通过测量物体所受力的大小来实现。
常见的方法包括压电传感器、电容式压力传感器等。
3. 常用的机械量检测仪表在机械系统中,为了实现对各种机械量的检测和测量,我们需要使用一些专门的仪器和设备。
下面是一些常见的机械量检测仪表:•数字万用表:数字万用表是一种多功能的测量仪表,可以用于测量电压、电流、电阻等电学量,也可以用于测量一些机械量,如温度、压力等。
•示波器:示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器。
它可以用于观察机械系统中传感器输出的信号波形,从而判断机械系统的工作状态。
•压力表:压力表是一种用于测量压力的仪表。
它通常由一个弹性元件和一个指针指示器组成,可以直接读取压力数值。
•光电测距仪:光电测距仪是一种用于测量物体距离的仪器。
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灵敏度:
直线位移式:
C C C0
b(a x) ba
a–极板宽度, b–极板长度,
x-动极板移动量
bx
S C const A
灵敏度都是常数
11
原理:将被测介质的物(液)位转换为
电容的变化
2020/11/14
当结被论测液:体电的容液量面的在变传化感与器液的位两高电度极x成正比。此法是利
2
机械量测量仪表一般由传感器、测量电路、显 示(或记录)器和电源组成。
测量电路包括变换、放大等,把传感器的输出信号转 换成电信号;显示单元以模拟形式、数字形式,或以图像 形式给出被测量的数值。
3
机械量测量仪表可按测量对象和测量原理分类。 按测量对象可分为位移测量仪表、厚度测量仪表、 转矩测量仪表等。按测量原理位移测量仪表可分为 电容式、电感式、光电式、超声波式、射线式等。
衔铁
拉簧
原理图
注意
当线圈匝数为常数时,自感L与气隙长度δ成反比,而与
气隙导磁截面积S成正比。
16
—L关系曲线
灵敏度K
K
注意
L L0 W 2 0S
0
2
2 0
为获得较好的线性关系,必须选取合适的初始0,且将 测量范围限制在较小的范围内,通常:(0.1~0.2)0
为获得较高的灵敏度,初始0不宜过大,且需增加匝数W 17 和截面积S
温标的传递
各种机械量检测参数可采用的测量原理
4
8.2 位移的测量
一、电容式位移传感器 二、电感式位移传感器 三、电涡流式位移传感器 四、光纤传感器 五、霍尔式传感器
重点:各种位移传感器的原理、特点、使用。
难点:霍尔式位移传感器。
5
8.2 位移测量
位移测量分为线位移和角位移。 常用位移传感器有电容式、电感式、电 涡流式、光纤式、CCD图像传感器等。
电涡流传感器原理图
其中:ρ 金属电阻率, μ金属磁导率,
Z F(, , r, f , x)
r 线圈与被测物体的尺寸因子,
f 激磁电流频率, x 线圈与导体 23
间的距离
工作原理:利用电涡流效应,将被测量(位移)转换成线圈等
效阻抗的变化。
应用:
x——位移、厚度、振幅; ρ——表面温度、电解质浓度、材质判别等; μ,ρ——无损探伤等。
差动式自感位移传感器
两个结构完全相同的自感线圈组合在一起形成差动结构,可 提高灵敏度,改善输出特性的非线性。 结构原理图 4-10
特性曲线~L1, ~L2, ~L1 +L2
18
灵敏度K
K
L 2 L0
0
差动式自感传感器的特性:
➢
19
变面积式自感传感器
灵敏度
K dL W 2 0 const dS 2 0
13
分类: 根据转换原理:
自感式、互感式、 电涡流式 按结构形式:
变间隙式、变面积式、螺管式
铁芯
线圈
L
I
变面积式
衔铁
拉簧
变间隙式
14
螺管式
1、自感式传感器
基础知识 ➢自感L ➢磁阻RM ➢互感M
15
变气隙式自感位移传感器
铁芯
线圈
L
I
L W 2 0s 2
W — 线圈匝数,
0 — 空气磁导率, —空气间隙 。
6
一、电容式位移传感器
原理:被测位移量的变化转换为电容 量的变化
特点:结构简单,动态响应好,能实现 无接触测量,灵敏度高,分辨力强,能 测量0.01m甚至更小的位移。
7
平行板电容器的电容值为:
C A
-极板间介质的介电常数; A-两平行极板相互覆盖的范围; -两极板间距离
A
δ 介电常数ε
电容式传感器结构图
使用时保持三个参数中的两个不变而改变另一个参 数使电容量发生变化,故其可分成三类:变极距式、
变面积式、变介电常数式。
8
1、变极距式电容位移传感器
C0
C
0
A
输入输出特性:
0 1, C 0 C0
灵敏度:
S
C
C0
0
A
2 0
9
C
工作特性:
0
δ
•灵敏度S与极距的平方成反比,极距越小,灵敏度
越高,但极距减小受电容极板间击穿电压电限制。
第八章 机械量测量
8.1 概述 8.2 位移测量 8.3 转速测量 8.4 振动和加速度的测量
1
8.1 概述
机械量通常包括各种几何量和力学量,如尺 寸(长度、厚度)、位移(直线位移、角位移)、 速度(线速度、角速度、转速)、力学量(力、 力矩、加速度、 振动)等。
本章主要讨论常用的位移、转速、振动和加 速度的测量方法及测量仪表。
3、电涡流式位移传感器
I1
~
电涡流效应:根据法拉第电磁
感应定律,当传感器线圈通以正 弦交变电流 I1 时,线圈周围空 间将产生正弦交变磁场 H1,被 测金属导体内产生呈涡旋状的交 变感应电流I2 。
被测导体 H2
I2
2020/11/14 23
电涡流产生的交变磁场H2与H1方 向相反, H2反作用于线圈,使 线圈的等效阻抗发生变化:
间 质 生用进两变的变被行极化高化测工间时度,介作的,发从质,距由生而的(离于变测介越极化量1电小-间出,系,2不液引)数仪同位起值表1介的极越与越电变间大空灵常化电,气敏数。容仪介。发介表电越系灵数敏2不。等电的容原器理
两圆筒间的电容量:
C
2 L
ln D
d
电容式液位计
两电极间的总电容量为
C
C0
+
2
1
ln
0
D2
x
D1
1–液体的介电常数,
2–空气的介电常数,
12
C0-初始电容
二、电感式位移传感器
原理:基于电磁感应原理,将被测位移量的变化转换 为电感元件的自感系数L或互感系数M的变化,再由 测量电路转换为电压或电流信号
还可用于测量压力、振动、流量等参数
特点:结构简单、可靠,寿命长,灵敏度高,分辨 力高(可测直线位移<0.1m,角位移<0.1rads),重 复性和线性度好。但频率响应低,不适宜动态测量, 分辨能力与测量范围成反比。
20
螺管式自感传感器
特点:
也可认为是有效线圈匝数 变化引起自感变化。
2020/11/14 22
2、互感式传感器
工作原理:利用电磁感应中的互感现象,
将被测量(位移)转换成感应电势的变化。
工作过程
输入输出特性曲线
相敏检波电路
连接相敏检波电 路后,传感器输 出电压反映了位 移的大小及方向
22
H1 传感器激励电流
一般0=0.1~1mm左右。
•电容量C与极距呈非线性关系,为减小非线性误差,
通常极距变化范围/00.01~0.1。
•此类电容传感器仅适于微小位移的测量
( 0.01m~数百微米,非接触测量)
10
2、变面积式电容变位面移积传式感电器容传感器输入输出特性: C A
角位移式:C r2
2
r - 动极板半径, - 转角变化,以弧度为单位