《傳感器與檢測技術：第3章 電感式傳感器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《傳感器與檢測技術：第3章 電感式傳感器（59頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第1章 檢測技術基礎知識第第3 3章章 電感式傳感器電感式傳感器2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.2 差動變壓器式傳感器差動變壓器式傳感器23.1 自感式傳感器自感式傳感器13.3 電渦流式傳感器電渦流式傳感器33.4 電感式傳感器的應用電感式傳感器的應用42/21/2024第1章 檢測技術基礎知識知識目標：知識目標：（1）了解自感式傳感器工作原理、轉換電路與使用方法）了解自感式傳感器工作原理、轉換電路與使用方法。（2）掌握差動變壓器式傳感器的工作原理、轉換電路。）掌握差動變壓器式傳感器的工作原理、轉換電路。（3）掌握電渦流式傳感器的工作原理和實際應用方法。）掌握電渦流式傳感器的工
2、作原理和實際應用方法。教學目標教學目標技能目標：技能目標：（1）能夠根據檢測要求選擇合適的電感式傳感器。）能夠根據檢測要求選擇合適的電感式傳感器。（2）能夠根據被測信號的特點設計出簡單合理的傳感器檢）能夠根據被測信號的特點設計出簡單合理的傳感器檢測電路。測電路。（3）能夠正確維護常用電子檢測設備。）能夠正確維護常用電子檢測設備。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識情感目標：情感目標：（1）具有工作與學習良好的交流與團隊合作能力。）具有工作與學習良好的交流與團隊合作能力。（2）培養(yǎng)良好的合作精神、創(chuàng)新精神和競爭意識。）培養(yǎng)良好的合作精神、創(chuàng)新精神和競爭意識。（3）能適應具體工作的需要，在實
3、際的工作中發(fā)揮其創(chuàng)造性）能適應具體工作的需要，在實際的工作中發(fā)揮其創(chuàng)造性。教學重難點教學重難點教學重點：教學重點：電感式傳感器的工作原理和應用。電感式傳感器的工作原理和應用。教學難點：教學難點：電感式傳感器的測量電路。電感式傳感器的測量電路。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識 電感式傳感器建立在電磁感應的基礎上，把輸電感式傳感器建立在電磁感應的基礎上，把輸入物理量（如位移、振幅、壓力、流量、入物理量（如位移、振幅、壓力、流量、比重等參比重等參數）轉換為線圈的電感和互感的變化數）轉換為線圈的電感和互感的變化,再由測量電再由測量電路轉換為電壓或電流的變化。路轉換為電壓或電流的變化。電感式傳
4、感器具有結構簡單電感式傳感器具有結構簡單,工作可靠工作可靠,測量精測量精度高度高,零點穩(wěn)定零點穩(wěn)定,輸出功率較大等一系列優(yōu)點輸出功率較大等一系列優(yōu)點,在工在工業(yè)生產和科學研究領域得到了廣泛的應用。業(yè)生產和科學研究領域得到了廣泛的應用。電感式傳感器種類很多電感式傳感器種類很多,本章主要介紹自感式、本章主要介紹自感式、差動變壓器差動變壓器式、電渦流式傳感器這三大類傳感器。式、電渦流式傳感器這三大類傳感器。電感式傳感器電感式傳感器2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.1 自感式傳感器自感式傳感器先看一個實驗：先看一個實驗：將一只將一只380 V交流接觸器線圈與交流毫安表串聯(lián)后，接交流接觸器線
5、圈與交流毫安表串聯(lián)后，接到機床用控制變壓器的到機床用控制變壓器的36 V交流電壓源上，如圖交流電壓源上，如圖4-1所所示。這時毫安表的示值約為幾十毫安。用手慢慢將接示。這時毫安表的示值約為幾十毫安。用手慢慢將接觸器的活動鐵心（稱為銜鐵）往下按，我們會發(fā)現(xiàn)毫觸器的活動鐵心（稱為銜鐵）往下按，我們會發(fā)現(xiàn)毫安表的讀數逐漸減小。當銜鐵與固定鐵心之間的氣隙安表的讀數逐漸減小。當銜鐵與固定鐵心之間的氣隙等于零時，毫安表的讀數只剩下十幾毫安。等于零時，毫安表的讀數只剩下十幾毫安。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電感傳感器的基本工作電感傳感器的基本工作原理演示原理演示F F220V準備工作準備工作2
6、/21/2024第1章 檢測技術基礎知識氣隙變小，電感變大，電流變小氣隙變小，電感變大，電流變小F F電感傳感器的基本工作原理演示電感傳感器的基本工作原理演示2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電感傳感器的基本工作原理電感傳感器的基本工作原理 當鐵心的氣隙較大時，磁路的磁阻當鐵心的氣隙較大時，磁路的磁阻Rm也較大，線圈也較大，線圈的電感量的電感量L和感抗和感抗XL 較小，所以電流較小，所以電流I 較大。當鐵心較大。當鐵心閉合時，磁阻變小、電感變大，電流減小。閉合時，磁阻變小、電感變大，電流減小。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電感量計算公式電感量計算公式：N：線圈匝數；：線圈匝
7、數；A：氣隙的有效截面積；：氣隙的有效截面積；0：真空：真空磁導率；磁導率；：氣隙厚度。：氣隙厚度。請分析電感量請分析電感量L與氣隙厚度與氣隙厚度 及氣隙的有效截面積及氣隙的有效截面積A之之間的關系，并討論有關線性度的問題。間的關系，并討論有關線性度的問題。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識自感式電感傳感器常見的形式自感式電感傳感器常見的形式 變隙式變隙式 變截面式變截面式 螺線管式螺線管式 2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識L-特性曲特性曲線線1.變隙式自感傳感器變隙式自感傳感器 變隙式自感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度是相矛盾變隙式自感傳感器的測量范圍與靈敏度及線性度是相
8、矛盾的，因此變隙式自感式傳感器適用于測量的，因此變隙式自感式傳感器適用于測量微小位移微小位移場合。場合。為了減小非線形誤差，實際中廣泛采用差動變隙式電感傳為了減小非線形誤差，實際中廣泛采用差動變隙式電感傳感器。感器。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.變截面式變截面式自感傳感器自感傳感器 圖圖3-4 3-4 變截面式自感傳感器的輸出特性變截面式自感傳感器的輸出特性1 1實際輸出特性；實際輸出特性；2 2理想輸出特性理想輸出特性由式由式3-2可知理論上電感量可知理論上電感量L與氣隙截面積與氣隙截面積A成正比成正比2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.螺線管式螺線管式自感傳感器自
9、感傳感器 1）電感量）電感量L與銜鐵插入深度與銜鐵插入深度l1成成正比（在螺線管中部時）正比（在螺線管中部時）2）適應于測量較大位移）適應于測量較大位移3）靈敏度較低）靈敏度較低 上述三種傳感器的線圈中均通有交流勵磁電流，因而銜鐵始終承受電磁上述三種傳感器的線圈中均通有交流勵磁電流，因而銜鐵始終承受電磁吸力，會引起附加誤差，且非線性誤差較大。另外，外界的干擾吸力，會引起附加誤差，且非線性誤差較大。另外，外界的干擾(如電如電源電壓、頻率、溫度的變化源電壓、頻率、溫度的變化)也會使輸出產生誤差，所以在實際工作中也會使輸出產生誤差，所以在實際工作中常采用常采用差動形式差動形式，這樣既可以提高傳感器的
10、靈敏度，又可以減小測量誤，這樣既可以提高傳感器的靈敏度，又可以減小測量誤差。差。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識差動電感傳感器的特點差動電感傳感器的特點 在變隙式差動電感傳感器中，當在變隙式差動電感傳感器中，當銜鐵隨被測量移動而偏離中間位銜鐵隨被測量移動而偏離中間位置時，兩個線圈的電感量一個增置時，兩個線圈的電感量一個增加，一個減小，形成差動形式。加，一個減小，形成差動形式。請分析：靈敏度、請分析：靈敏度、線性度有何變化線性度有何變化1-1-差動線圈；差動線圈；2-2-鐵心；鐵心；3-3-銜鐵；銜鐵；4-4-測桿；測桿；5-5-工件工件 曲線曲線1 1、2 2為為L L1 1、L L
11、2 2 的特性，的特性，3 3為為差動特性差動特性2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識 從結構圖可以看出，差動式電感傳感器對外界影響，如溫度從結構圖可以看出，差動式電感傳感器對外界影響，如溫度的變化、電源頻率的變化等基本上可以互相抵消，銜鐵承受的變化、電源頻率的變化等基本上可以互相抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而減小了測量誤差。的電磁吸力也較小，從而減小了測量誤差。差動式電感傳感器的特性差動式電感傳感器的特性 從曲線圖可以看出，差動式電感傳感器的線性較好，且輸出從曲線圖可以看出，差動式電感傳感器的線性較好，且輸出曲線較陡，靈敏度約為非差動式電感傳感器的兩倍。曲線較陡，靈敏度約為非差動
12、式電感傳感器的兩倍。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.1.2自感式傳感器的測量轉換電路自感式傳感器的測量轉換電路 為了測出電感的變化，同時也為了將電感為了測出電感的變化，同時也為了將電感送入下級電路進行放大和處理，自感式傳感送入下級電路進行放大和處理，自感式傳感器要用測量轉換電路把電感轉換為電流或電器要用測量轉換電路把電感轉換為電流或電壓的變化量。壓的變化量。自感式傳感器的測量轉換電路一般采用調自感式傳感器的測量轉換電路一般采用調幅電路，調幅電路主要包括變壓器電橋電路幅電路，調幅電路主要包括變壓器電橋電路和交流電橋電路。而調頻電路和調相電路用和交流電橋電路。而調頻電路和調相電路用得
13、較少。得較少。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識 1.變壓器電橋電路變壓器電橋電路變壓器電橋電路如圖變壓器電橋電路如圖 3-7所示所示,電橋的工作橋臂為電橋的工作橋臂為Z1與與Z2，它們是傳感器線圈阻抗它們是傳感器線圈阻抗,另外兩橋臂為交流變壓器次級線圈另外兩橋臂為交流變壓器次級線圈的的 1/2 阻抗，輸出電壓取自阻抗，輸出電壓取自B點，即變壓器次級線圈的中心點，即變壓器次級線圈的中心抽頭。抽頭。當傳感器的銜鐵處于中間位置當傳感器的銜鐵處于中間位置,即即Z1=Z2=Z時有時有 =0,電電橋平衡。橋平衡。圖圖3-73-7變壓器式交流電橋變壓器式交流電橋2/21/2024第1章 檢測技術基
14、礎知識2.交流電橋電路交流電橋電路圖圖3-8所示為交流電橋電路所示為交流電橋電路,及其輸出特性曲線，由于交流及其輸出特性曲線，由于交流電橋電路的結構不完全對稱，初態(tài)時電橋不完全平衡，因而電橋電路的結構不完全對稱，初態(tài)時電橋不完全平衡，因而產生靜態(tài)偏壓，稱為零點殘余電壓。產生靜態(tài)偏壓，稱為零點殘余電壓。圖圖3-83-8交流電橋電路交流電橋電路 2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.2 差動變壓器式傳感器差動變壓器式傳感器 電源中用到的單相變壓器有一個一次線圈（又稱為初級線圈）電源中用到的單相變壓器有一個一次線圈（又稱為初級線圈），有若干個二次線圈（又稱次級線圈）。當一次線圈加上交，有若干
15、個二次線圈（又稱次級線圈）。當一次線圈加上交流激磁電壓流激磁電壓Ui后，將在二次線圈中產生感應電壓后，將在二次線圈中產生感應電壓UO。在全波。在全波整流電路中，兩個二次線圈串聯(lián)，總電壓等于兩個二次線圈整流電路中，兩個二次線圈串聯(lián)，總電壓等于兩個二次線圈的電壓之和。的電壓之和。請將單相變壓請將單相變壓器二次線圈器二次線圈N N2121、N N2222的有關端點按全波的有關端點按全波整流電路的要求正整流電路的要求正確地連接起來。確地連接起來。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.2.1差動變壓器式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器的工作原理差動變壓器式傳感器是把被測位移量轉換為一次線圈與二
16、次線圈間差動變壓器式傳感器是把被測位移量轉換為一次線圈與二次線圈間的互感量的互感量M的變化的裝置。當一次線圈接入激勵電源之后，二次線的變化的裝置。當一次線圈接入激勵電源之后，二次線圈就將產生感應電動勢，當兩者間的互感量變化時，感應電動勢也圈就將產生感應電動勢，當兩者間的互感量變化時，感應電動勢也相應變化。由于兩個二次線圈采用差動接法，故稱為差動變壓器。相應變化。由于兩個二次線圈采用差動接法，故稱為差動變壓器。目前應用最廣泛的結構型式是螺線管式差動變壓器。目前應用最廣泛的結構型式是螺線管式差動變壓器。差動變壓器的結構原理如圖差動變壓器的結構原理如圖3-10所示。在線框上繞有一組輸入線圈所示。在線
17、框上繞有一組輸入線圈（稱一次線圈）；在同一線框的上端和下端再繞制兩組完全對稱的（稱一次線圈）；在同一線框的上端和下端再繞制兩組完全對稱的線圈（稱二次線圈），它們反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。理想差線圈（稱二次線圈），它們反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。理想差動變壓器的原理如圖動變壓器的原理如圖3-11。圖中標有黑點的一端稱為同名端，通俗。圖中標有黑點的一端稱為同名端，通俗說法是指線圈的說法是指線圈的“頭頭”。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識圖圖3-10 差差動變壓動變壓器式器式傳傳感器的感器的結結構構圖圖3-11 差差動變壓動變壓器式器式傳傳感器的等效感器的等效電電路路2/21/2024第
18、1章 檢測技術基礎知識差動變壓器式傳感器的等效電路差動變壓器式傳感器的等效電路 結構特點：結構特點：兩個二次線圈反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。兩個二次線圈反向串聯(lián)，組成差動輸出形式。請將二次請將二次線圈線圈N21、N22的的有關端點正確地有關端點正確地連接起來，并指連接起來，并指出哪兩個為輸出出哪兩個為輸出端點。端點。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識從圖從圖3-12中可看出，當銜鐵位于中心位置，輸出電壓中可看出，當銜鐵位于中心位置，輸出電壓 并不是零并不是零電位，這個電壓就是零點殘余電壓電位，這個電壓就是零點殘余電壓 它的存在使差動變壓器式傳它的存在使差動變壓器式傳感器的輸出特性曲線不
19、經過零點，造成實際特性和理論特性不完全感器的輸出特性曲線不經過零點，造成實際特性和理論特性不完全一致。一致。，圖圖3-12 3-12 差動變壓器式傳感器輸出電壓特性曲線差動變壓器式傳感器輸出電壓特性曲線2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識1.差動整流電路（a）半波電流輸出電路 （b）全波電流輸出電路圖3-13 差動整流電路3.2.2 差動變壓器式傳感器的測量轉換電路差動變壓器式傳感器的測量轉換電路2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電路是以兩個橋路整流后的直流電壓之差作為輸電路是以兩個橋路整流后的直流電壓之差作為輸出的，所以稱為差動整流電路。它不但可以反映出的，所以稱為差動整流電路
20、。它不但可以反映位移的大?。妷旱姆担€可以反映位移的位移的大?。妷旱姆担?，還可以反映位移的方向。方向。上圖中的上圖中的R0是用來微調電路平衡的，是用來微調電路平衡的，VD1VD4、VD5VD8組成普通橋式整流電路。組成普通橋式整流電路。差動整流的特點2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.2.相敏檢波電路相敏檢波電路圖圖3-14 相敏相敏檢檢波波電電路路2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.3 電渦流式傳感器電渦流式傳感器 電渦流式傳感器可以對位移、振幅、表面溫度、電渦流式傳感器可以對位移、振幅、表面溫度、速度、應力、金屬板厚度及金屬物件的無損探傷速度、應力、金屬板厚度
21、及金屬物件的無損探傷等物理量實現(xiàn)非接觸式測量。等物理量實現(xiàn)非接觸式測量。電渦流式傳感器具有結構簡單、頻率響應快、電渦流式傳感器具有結構簡單、頻率響應快、靈敏度高、測量范圍大、抗干擾能力強的優(yōu)點，靈敏度高、測量范圍大、抗干擾能力強的優(yōu)點，在工業(yè)生產和科學技術的各個領域中都得到了廣在工業(yè)生產和科學技術的各個領域中都得到了廣泛的應用。泛的應用。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.3.1 電渦流效應電渦流效應根據法拉第電磁感應定律，金屬導體置于變化的磁場中時，根據法拉第電磁感應定律，金屬導體置于變化的磁場中時，導體表面就會有感應電流產生。電流的流線在金屬體內自行導體表面就會有感應電流產生。電
22、流的流線在金屬體內自行閉合，這種由電磁感應原理產生的旋渦狀感應電流稱為電渦閉合，這種由電磁感應原理產生的旋渦狀感應電流稱為電渦流。電渦流的產生必然要消耗一部分能量，從而使產生磁場流。電渦流的產生必然要消耗一部分能量，從而使產生磁場的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為電渦流效應。的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為電渦流效應。電渦流式傳感器是利用電渦流效應，將非電量轉換為阻抗的變化而電渦流式傳感器是利用電渦流效應，將非電量轉換為阻抗的變化而進行測量的。進行測量的。根據電渦流在導體中的貫穿情況，通常把電渦流式傳感器按勵磁電根據電渦流在導體中的貫穿情況，通常把電渦流式傳感器按勵磁電源頻率的高低分為高
23、頻反射式傳感器和低頻透射式傳感器，前者的源頻率的高低分為高頻反射式傳感器和低頻透射式傳感器，前者的應用較為廣泛。應用較為廣泛。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識圖圖3-15 電渦流式傳感器的結構電渦流式傳感器的結構1線圈；線圈；2框架；框架；3框架襯套；框架襯套；4支架；支架；5電纜；電纜；6插頭插頭3.3.2 電渦流式傳感器的工作原理電渦流式傳感器的工作原理2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電渦流效應演示電渦流效應演示 當電渦流線當電渦流線圈與金屬板的距圈與金屬板的距離離x x 減小時，電減小時，電渦流線圈的等效渦流線圈的等效電感電感L L 減小，等減小，等效電阻效電阻R R
24、 增大。增大。感抗感抗X XL L 的變化比的變化比 R R的變化大得多，的變化大得多，流過電渦流線圈流過電渦流線圈的電流的電流i i1 1增大。增大。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.3.3 電渦流式傳感器的測量轉換電路電渦流式傳感器的測量轉換電路電渦流式傳感器的線圈與被測金屬導體間的距離電渦流式傳感器的線圈與被測金屬導體間的距離x的變的變化可以轉換為品質因數、阻抗、電感三個參數的變化?；梢赞D換為品質因數、阻抗、電感三個參數的變化。利用阻抗的測量轉換電路一般采用電橋電路，屬于調幅利用阻抗的測量轉換電路一般采用電橋電路，屬于調幅電路。利用電感的測量轉換電路一般采用諧振電路，根電路
25、。利用電感的測量轉換電路一般采用諧振電路，根據輸出是電壓幅值還是電壓頻率，諧振電路又可分為調據輸出是電壓幅值還是電壓頻率，諧振電路又可分為調幅和調頻兩種。幅和調頻兩種。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識1.電渦流式傳感器的電橋電路圖圖3-18 3-18 電渦流式傳感器的電橋電路電渦流式傳感器的電橋電路2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.電渦流式傳感器的諧振電路電渦流式傳感器的諧振電路電渦流式傳感器線圈與電容并聯(lián)組成并聯(lián)諧振電路。該電渦流式傳感器線圈與電容并聯(lián)組成并聯(lián)諧振電路。該并聯(lián)諧振電路的諧振頻率為并聯(lián)諧振電路的諧振頻率為式中，式中，f0為諧振電路的諧振頻率（為諧振電路的諧
26、振頻率（Hz）；）；L為電渦流式為電渦流式傳感器線圈的電感（傳感器線圈的電感（H）；）；C為諧振電路的電容（為諧振電路的電容（F）。）。諧振電路的等效阻抗為諧振電路的等效阻抗為式中，式中，為諧振電路的等效損耗電阻（為諧振電路的等效損耗電阻（）。）。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識1）調幅式電路圖3-19 調幅式電路的原理圖 石英振蕩器產生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓石英振蕩器產生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓(100 kHz1 MHz）用于）用于激勵電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場中產生電渦流，引起電渦流激勵電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場中產生電渦流，引起電渦流線圈端電壓的衰減，再經高放、檢波、低放
27、電路，最終輸出的直流線圈端電壓的衰減，再經高放、檢波、低放電路，最終輸出的直流電壓電壓Uo反映了金屬體對電渦流線圈的影響（例如兩者之間的距離等反映了金屬體對電渦流線圈的影響（例如兩者之間的距離等參數）。參數）。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2）調頻式電路圖3-20 調頻式電路的原理圖當電渦流線圈與被測體的距離當電渦流線圈與被測體的距離x 改變時，電渦流線圈的電感量改變時，電渦流線圈的電感量L 也隨也隨之改變，引起之改變，引起LC 振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測量。如果要用模擬儀表進行顯示或記錄時，必須使用鑒頻器，將量。如果要
28、用模擬儀表進行顯示或記錄時，必須使用鑒頻器，將 f轉換為電壓轉換為電壓 Uo 。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識1.自感式位移傳感器軸向式電感軸向式電感 測微器的外形測微器的外形 航空插頭航空插頭紅寶石測頭紅寶石測頭3.4 電感式傳感器的應用電感式傳感器的應用3.4.1 自感式傳感器的應用自感式傳感器的應用2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識其他電感測微頭2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識螺管式自感傳感器的結構圖 1 1引引線電纜線電纜；2 2固定磁筒；固定磁筒；3 3銜鐵銜鐵；4 4線線圈；圈；5 5測測力力彈彈簧；簧；6 6防防轉銷轉銷；7 7鋼鋼球球導軌導軌（直（
29、直線軸線軸承）；承）；8 8測測桿；桿；9 9密封套；密封套；1010可可換換測測端端2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.自感式壓力傳感器自感式壓力傳感器圖3-22 自感式壓力傳感器的結構原理圖 2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.4.2 差動變壓器式傳感器的應用差動變壓器式傳感器的應用1.差動變壓器式加速度傳感器差動變壓器式加速度傳感器圖圖 3-23 差動變壓器式加速度傳感器的結構原理圖差動變壓器式加速度傳感器的結構原理圖1懸臂梁；懸臂梁；2差動變壓器差動變壓器2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.2.差動變壓器式傳感器在仿形機床上的應用差動變壓器式傳感器在仿形機
30、床上的應用 1標準靠模樣板標準靠模樣板 2測端（靠模輪）測端（靠模輪）3電感測微器電感測微器 4銑刀龍門框架銑刀龍門框架 5立柱立柱 6伺服電動機伺服電動機 7銑刀銑刀 8毛坯毛坯 2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識仿形銑床外形 仿形機床仿形機床采用采用 閉環(huán)閉環(huán)工作方式工作方式仿形頭仿形頭主主軸軸2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識仿形車床原理2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識3.4.3電渦流式傳感器的應用電渦流式傳感器的應用電渦流式傳感器測量的恒定參數、變化量及主要用途見表電渦流式傳感器測量的恒定參數、變化量及主要用途見表3-1。表表3-1 電渦流式傳感器測量的恒定參
31、數、變化量及主要用途。電渦流式傳感器測量的恒定參數、變化量及主要用途。恒定參數恒定參數變變化量化量主要用途主要用途、f f、x x位移、厚度尺寸及振位移、厚度尺寸及振動動幅幅度的度的測測量量、f f、x x溫度溫度檢測檢測及材及材質質的判斷的判斷、x x、f f、應應力及硬度的力及硬度的測試測試f f、x x物體的探物體的探傷傷2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識1.位移測量位移測量圖圖3-25 位移位移電壓關系曲線電壓關系曲線2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2.振幅測量振幅測量圖圖3-26 電渦流式傳感器監(jiān)控主軸的徑向振動電渦流式傳感器監(jiān)控主軸的徑向振動 圖圖3-27 測量汽
32、輪機渦輪葉片的振幅測量汽輪機渦輪葉片的振幅2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識圖圖3-28 軸的振動測量軸的振動測量2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識通過測量間隙來測量徑向跳動通過測量間隙來測量徑向跳動2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識偏心和振動檢測偏心和振動檢測2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識圖圖3-29 3-29 厚度測量的示意圖厚度測量的示意圖1 1被測金屬板；被測金屬板；2 2電渦流式傳感器的探頭電渦流式傳感器的探頭3.3.厚度測量厚度測量在被測金屬板在被測金屬板l的上下方各裝一個電渦流式傳感器的探頭的上下方各裝一個電渦流式傳感器的探頭2，兩個電，兩個電
33、渦流式傳感器之間的距離為渦流式傳感器之間的距離為D，且與被測金屬板，且與被測金屬板1的上下表面分別的上下表面分別相距相距x1和和x2，這樣被測金屬板的厚度為，這樣被測金屬板的厚度為tD（x1x2），當兩個），當兩個傳感器在工作時分別測得傳感器在工作時分別測得x1和和x2，轉換成電壓值后相加，相加后的，轉換成電壓值后相加，相加后的電壓值與兩傳感器間距離電壓值與兩傳感器間距離D對應的設定電壓相減，就得到與板厚相對應的設定電壓相減，就得到與板厚相對應的電壓值。對應的電壓值。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識測量金屬薄膜、板材厚度電渦流測厚儀測量金屬薄膜、板材厚度電渦流測厚儀 測量冷軋板厚度測
34、量冷軋板厚度2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識4.4.轉速測量轉速測量 若轉軸上開若轉軸上開z 個槽個槽(或齒或齒)，頻率計的讀數為，頻率計的讀數為f（單位為（單位為Hz），則轉），則轉軸的轉速軸的轉速n（單位為（單位為r/min）的計算公式為）的計算公式為 2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識各種測量轉速的傳感器及其與齒輪的相對位置各種測量轉速的傳感器及其與齒輪的相對位置2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識齒輪轉速測量齒輪轉速測量 例下圖中，設齒數例下圖中，設齒數z z=48，測得頻率，測得頻率 f=120 Hz，求該齒輪的轉速，求該齒輪的轉速n。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識電動機電動機轉速測量轉速測量2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識5.5.電渦流探傷電渦流探傷 手持式裂紋測量儀油管探傷油管探傷2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識滾子子渦流探流探傷機機 滾子渦流探傷機是由計算滾子渦流探傷機是由計算機控制的軸承滾子表面微裂機控制的軸承滾子表面微裂紋探傷的專用設備，可探出紋探傷的專用設備，可探出深深 30 m的表面微小裂紋。的表面微小裂紋。2/21/2024第1章 檢測技術基礎知識2/21/2024
傳感器與檢測技術：第3章 電感式傳感器
