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文檔簡介

1、磁電傳感器、動圈式磁電傳感器、磁敏電阻、光電管、 倍增管、光電池、光敏電阻、光敏二極管、光纖光柵、 同步器、增量式編碼器、絕對式編碼器2變氣隙式自感傳感器變面積式自感傳感器螺管、根據傳感器的示意圖,指出傳感器的類型自感式傳感器、差動變壓器、渦電流式傳感器、動鐵式 光電 感應U 彳fAi柯眄1-4-屮,螺管式變氣式自感傳感器 Hra :to螺管式差動變壓器結構變氣隙式互感傳感器反射式電渦流式傳感器流式傳感器產品動鐵式磁電傳感器圈式角速度磁電It: W;g透射式電渦流式線動圈式線速度磁電陰級磁敏電阻電渦0I* .J-l n 一"EL#MZ&rni光敏二極管光敏電阻#ih光電管光電

2、倍增管光電池T一iim電舔 K-6光融能赳的工作1*9>*f7號* =;sjg _ a4 fl1!:T! ”iijB iSsw*9幼鬼*光蚌灣取賈屋Bl/1上煒,hI-J ,%移動光柵光纖傳感器光纖光柵應變傳感器光纖光柵溫度傳感器42直線式感應同步器丿til絕對編碼器條碼道)L_LZ旋轉式感應同步器lW增量編碼器(一般只需三、傳感器與所依據的物理定律及相關聯的術語或名詞、 代號變磁阻式傳感器、磁電式傳感器、磁敏電阻、光電式傳 感器、光纖傳感器、光纖光柵、感應同步器、熱電偶、熱lW敏電阻、微電子機械系統、數字溫度傳感器、e % e Blvsin =期仆)、熱電效應、紅限頻率斯乃爾定律數值孔

3、徑值連續繞組、斷續繞組(正弦繞組、余弦繞組)、100、 18B20、變磁阻式傳感器電感式傳感器:1、自感式2、互感式3、電渦流式變磁阻(4!感)式傳感器工作原理應用:常用來檢測位移.振動,力.應變、 流量.比重等物理量.磁電式傳感器:基本原理 一電磁感應定律。s/d結構型式:恒磁通式dT變磁通式eBlv sin磁敏電阻:理論基礎為磁電阻效應( 物理磁阻效應和幾何 磁阻效應) 光電式傳感器:以光電器件作為轉換元件,光的特性-波 長、頻率、能量 光電傳感器的工作原理:光電效應(分為外光電效應和內光電效應)。光纖傳感器:基本原理(斯乃爾定律 折射定律:幾何光學的基本定義和定律門2Sin C 2 、光

4、的全內反n112射:當 1> C,2> 90,在界面上發生全反射)紅限頻率fO :對應某一種物質的光頻閥值,f 0= A 0(AO為物體的表面逸出功 A0)紅限波長:對應紅限頻率的波長稱為臨界波長,A0數值孔徑值:sin C 一如門2e Cn。2光纖光柵:一段光纖,其纖芯具有周期性變化的折射率:nnmax COS( Z)A光纖光柵的周期(柵距),n 纖芯的平均折射感應同步器:由連續繞組和斷續繞組組成。工作原理:相當于變壓器的初、次級繞組的平面形矩形線 圈,次級線圈中的感應電壓隨檢測位移量變化。4、感應同步器的勵舫式耳J I倆棚)卿 (碩兩相輸岀5、輸出信號的處理方式 鑒fflS-鑒

5、福迭-誌沖調寬法連單 續相組岀金屬熱電阻:常用類型:鉑電阻一一、銅電阻一一阻值-溫度關系函數:=R0(1+)增量式:=R0 At = RO A t其中: 鉑 A= 3.92 X 10-3 / C 、銅 A= 4.25 X 10-3熱電阻的分度號0 C時的電阻值RO,例:50、100 、500 、1000 、 50、100,500、1000比值W100R1000(=1.3850)溫度系數(R1000) /(R0 X 100)例:100查分度表:R0= 100Q , R100= 138.5 Q ,則:R1000=1.3850(R100- R0) / (R0 X 100 ) = 0.003850熱敏

6、電阻:正溫度系數熱敏電阻器()一一電阻值隨溫度 升高而增大的電阻器、負溫度系數熱敏電阻器() 阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器 負:=R0 B*(110)絕對溫度T(K)下的零功率電阻值T(K) = t( C ) + 273.15R0 絕對溫度T0(K)下的零功率電阻值B 材料常數B值傳感器:采用微電子技術和微機械加工技術制造出來的新 型傳感器 微電子機械系統是指運用微制造技術在一塊普通的硅片基 體上制造出集機械零件、傳感器執行元件及電子元件于 體的系統。18B20:數字溫度傳感器3、非18B20內部結構1、64位光刻;2、溫度傳感器;揮發的溫度報警觸發器和; 4、配置寄存器。8B20工作過程

7、中的協議:復位操作、操作命令、存儲器操作命令、數據處理1、根據差動變壓器位移測量原理示意圖、已知輸入信號波形,以及對應圖示的測量位置,畫出輸出信號波形。2、分析磁敏電阻的物理磁阻效應和幾何磁阻效應磁阻效應是指某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現象。同霍爾效應一樣,磁阻效應也是由于載流子在磁場中受到洛倫茲力而產生的。在達到穩態時,某一速度的載流子所受到的電場力與洛倫茲力相等,載流子在兩端聚集產生霍爾電場,比該速度慢的載流子將向電場力方向偏轉,比該速度快的載流子則向洛倫茲力方向偏轉。這種偏轉導致載流子的漂移路徑增加。或者說,沿外加電場方向運動的載流子數減少,從而使電阻增加。這種現象稱為

8、磁阻效應。若外加磁場與外加電場垂直,稱為橫向磁阻效應;若外加磁場與外加電場平行,稱為縱向磁阻效應。一般情況下,載流子的有效質量的馳豫時時間與方向無關,則縱向磁感強度不引 起載流子偏移,因而無縱向磁阻效應3、熱電效應(概念)兩種不同成分的導體(或半導體)A和B的兩端分別焊接或絞 接在一起,形成一個閉合回路,如果兩個接點的溫度不同, 則回路中將產生一個電動勢,稱之為熱電勢,這種效應稱為熱電效應4、金屬熱電阻和半導體熱敏電阻的主要特點,作圖說明利用 熱敏電阻實現電感線圈溫度補償的工作原理。熱電阻主要特點:測量精度高,性能穩定 I 熱敏進。遠距離護叭5)電阻的主要特點是點溫度及;敏度高制造易于維 長。

9、適宜動態測。'fay:i *卄4bio WI熱敏電阻丨分路電阻溫度系數近于零的錳銅I被補償的電阻銅線圈丨 補償器電阻丨到是最佳補償范圍丨劌tfl=5、已知冷端溫度為TO,在沒有采取冷端溫度補償的情況下進行測量,顯示儀表指示值為 T利用熱電偶分度表計算實際溫度t例:用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度,在沒有采取冷端溫度補償的情況下, 顯示儀表指示值為500C,而這時冷端溫度為60 C。試問:實際溫度應T為多少?E (500, 0)= 20.64E (60, 0)= 2.436E (T, 0)= E (T, 60) + E (60, 0) =20.64 + 2.436 = 23.076

10、=E (557, 0) T 為 557 C二 2.416rin20.64inv=E (500, 0)1(;丁(T,側7"、閒(他仍E (T,什)=23JI76I11V(557, 0)1 CT, 0) = E (T. 60) + E (6th 儀果熱指示值應變多設?使冷端溫度保持在 E(557,20 ) (557,0) - E(20,0)=23.076 - 0.798=22.278=E ( 538.4, 0)顯示儀表指示值應為538.4 Co顯示誤差為()20 C,此時顯示18.6 C=23.("6iiiv(557t 0)!557 f=-O59«mVire(<

11、h 2(021) "C ;E G", 20= E (T,= 22.27HriA= E ( 53S.4 , 0)'0123456T89-50吐889-L925-L995-2.0322附-2-102-2.13?-2-173-3-S0-0,039 '-OjOB0J180.236H3U2T5電314-fl. 35000.0390.,OT90J190.158CUM0.2380.277cm0.S1->la0J970期0.4770.51?0.551腳0.63T0.6T7時180.75!200J980艇I0JT90,9190.960ML0S11.1221.16:3Qh

12、2B1.244L285L325L3661,織1,443L4891.5291.57(40L6L11.6521.6M1伽1.716LSl'T1.95S1.899LM01.381SOi0222.064 2?10S 門46218 廠1229tmjjir1S3T®602J362們2-519血2.6012-6431584血怎面n186(2的22,9S32.S753.0163; 9583.1003,141M838012663.3073.3493,M3.4323' 4733.5151556S.5983.63!95訶3.J223J643麟3.S473艇3.9303.9T14.0124.

13、®氈1 _ZS456789肚21420.25T20.2M'虹禮20.,385M20 側M, 51220.55520M!fir0'12 "3g56789bo2k測20.,63320J2E2訕M853儷加址20.93121,0251121.06621.,IOSII., IS化1%2I.,23T21>21.32221 Jf21. <21,455202U9321.,53521,518乩62121矗321;?052LT4921, m21.83421,8753021Jl'9i21.95222. OM22口22.0902213222.1T522'

14、;, 21822.26022Jfl血213®22., 38812,4 JI224322.51623; 55922-60122;曲22珊徂72550 "Irm22. S152SJ5T22曲22.942加8523.028爼m23.113n 15sFJX198"23.M123l加莎11B.454滿9眩58外部介質為空氣n 0=1。ni2,卜- <p-.L K型錫珞硅(銀箝我鈕吉電漏分度表翊:im6、根據光纖纖芯和包層的折射率 計算該光纖的數值孔徑值、最大入射角 說明的意義。最大入射角: max arc sin( Jnln)2n2光線剛好不發生折射,sin c 即:

15、2 =90 o則臨界入射角:no只有26 C張e C定義為“數值孔徑”(數值孔徑光意率是光纖接受傳源發射功率有多大'7、光纖位移傳感器的測量原理及輸入輸出特性如下圖所示,當用于振動測量時應選擇.段,當用于轉速測量時應選用的段。位移-輸出特性曲線1)前坡區輸出信號的強度增加得非常快,這一區域可以用來進行微米級的位移測2)后坡區,信號的減弱約與探頭和被測表度之間的距離平鯛反比。3)光峰區,域號達于最大面狀態進行光學于被測表面的狀態。所以這個區8光纖光柵概念、分布式測量原理光纖光柵是一種通過一定方法使光纖纖芯的折射率發生軸向 周期性調制而形成的衍射光柵,是一種無源濾波器件。分布式光纖傳感系統

16、原理是同時利用光纖作為傳感敏感元件 和傳輸信號介質,采用先進的技術,探測出沿著光纖不同位 置的溫度和應變的變化,實現真正分布式的測量。9、識別編碼器碼盤,計算角度分辨率,識別絕對編碼器不同碼制的碼盤絕對編碼器碼制: 二進制碼、 十進制碼、循環碼(格雷碼)進制碼道:數量等于二進制碼的位數n,碼盤的分辨率:a =360° /2n ,例如:4位二進制碼盤,其最小分辨的角度:a =360° /24 22.5 °n位格雷碼碼盤,與n位二進制碼盤一樣,有2n種不同編碼,最小分辨率a =360° /2n。10、分析增量式編碼器的四倍頻細分原理四倍頻細分原理編碼器正向移

17、動時,輸出的A相信號的相位rLTUnA(a)編碼器正向移動超前B相90則在一個周期內,兩相開關信號共有4次相對變化:00-10-11-01-00 。每發生1次變化,可逆計數器便實現 1次加計數,1個周期內共可實現4次加計數,從而實現正轉狀態的四倍頻計數。當編碼器反向移動時,輸出的A相信號的相位滯后于B相ftLTLTTTT信號90°一個周期內兩相信號也(b)編碼器反向移動有4次相對變化:00-01-11-10-00 。同理,如果每發生1次變化,可逆計數器便實現 1次減計數,在1個周期內,共可實現 4次減計數,就實現了反轉狀態的四倍頻計數。綜合上述分析,可以做出處理模塊狀態轉換圖,如圖所

18、示。(a)正向移動 00-10-11-01-00ABLTLTL£b)反向 00-01-11-10-00其中AB-”分別表示計數器加/減1,“ 0”表示計數器不動作。11、18B20的基本特點和分布式溫度測量原理 1.集溫度測量,轉換于一體,數字量輸出,可直接與微機接口。2.測量溫度范圍為-55 ° 125° C可以程序設定912位的分辨率,3.用戶設定的報警溫度存儲在中,掉電后依然保存。4.單總線結構,并支持多點組網功能,多個 18B20可以并聯在唯一的總線上,實現組網多點測溫18B20中的溫度數據格式:經轉換所得的溫度值,以二字節16位符號擴展的補碼形式存放在高

19、速暫存存儲器的第 0和第1個字節。讀取時低位在前,高位在后, 溫度表示有:9位,10位,11位,12位,四種形式, 對應精度(分辨率)分別為:0.5=21 , 0.25=22,0.125=23 ,0.0625=24,位數=1位符號位+7位整數位+小數位;最高位為符號位,并擴展至的所有位形成16位溫度數bit 7bit 6bit5bit 4bit 3bit 2bit 1bit 0binsbit 14bit 13bit 12bit 11bit 10bit 9bit 8未編程時默認為12位精度。LS bMS b10位11 位12位以12位轉化為例:12=1位符號位+7位整數位+4小數位,分辨率 0.0625=1/(2八4)用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式,前面5位是符號位,以0.0625 C形式表達,溫度大于0時,5符號位均為0,只要將測到的數值乘于0.0625即可得到實際溫度;當溫度小于0時,5符號位均為1,測到的數值需要取反加1再乘以0.0625,即可得到溫度(絕對)值。2-A22-112'2''2)MSb(unit =©LSbhSSSs7LSBMSBrilMPERATlJkEDi<;Li.()i in 1 (Bill an

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