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能量控制型传感器 1.电位器式传感器 1.电位器式传感器 2.应变片式电阻传感器 3.电感式传感器 3.电感式传感器 3.电感式传感器 利用线圈自感的变化来实现非电量电测的一种装置。对位移压力、压力、振动、应变、流量等进行测量。自感式传感器有变隙式、变面积式和螺管式三种。它把被测物理量转变为自感系数L。 一、变隙式 结构：如图所示，由线圈、铁芯、衔铁等组成。 3.电感式传感器 3.电感式传感器 3.电感式传感器 3.电感式传感器 3.电感式传感器 涡流式传感器 4.电容式传感器 4.电容式传感器 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，当忽略边缘效应影响时，其电容量介电常数ε、极板的有效面积A以及两极板间的距离δ有关： 4.电容式传感器 这种电容传感器有较多的结构型式，可以用来测量纸张、绝缘薄膜等的厚度，也可用来测量粮食、纺织品、木材或煤等非导电固体物质的湿度。被测物以电介质形式插入电容器中，从而改变两种介质的极板覆盖面积。传感器的总电容量C为被测物介质极板电容和空气介质极板电容并联结果。 Ⅰ.温度稳定性好 电容式传感器的电容值一般与电极材料无关，有利于选择温度系数低的材料，又因本身发热极小，影响稳定性甚微。 而电阻传感器有铜损等，易发热产生零漂。 位移变化频率很低，无法通过变压器互感，所以必须调制到高频再检波 缸体状空心截面弹性元件受力发生形变，衔铁相对线圈移动 压力传感器 位移传感器 微压传感器 当存在压力时，膜盒自由端产生正比于压力的位移，带动衔铁移动 当有垂直方向的加速度时，悬臂梁弯曲，带动衔铁移动 当金属体在变化的磁场中，导体内就会产生电流，这种电流的流线形状成闭合回路，似水中漩涡称涡电流。这种现象成为涡流效应。 视频播放 视频播放 视频播放 圆盘产生涡电流，涡电流产生抵抗的磁场，产生阻尼 通电的线圈代替永磁铁来产生磁场，当金属中产生涡流，涡流产生相对的磁场抵消部分原磁场，从而导致线圈的电感、阻抗、品质因素发生变化，那么通过检测这些变化，就可以检测运动块的位置。 利用涡流效应制作的传感器称涡流式传感器 通有交变电流I1的传感器线圈L1,产生变化的磁场I,磁场I内的被测金属产生涡流I2,I2也产生相反的磁场II，抵消了部分原磁场，导致线圈的L，等效电阻R,品质因数Q发生变化。该变化与被测金属类型和距离有关，所以可以测量位移 电涡流式传感器结构示意图 电涡流式传感器实物图 电涡流式传感器使用 电涡流式传感器结构简单，频率响应快、灵敏度高、抗干扰能力强、体积较小，具有非接触测量的优点。可用来测量振动、位移、厚度、转速以及进行涡流探伤、涡流金属探测器等。 检波 π型滤波 振荡回路 射极跟随器 下图为一种测量电路，电涡流式传感器L引起振荡回路的幅度变化，输出调幅信号经过检波和π型滤波后由射极跟随器输出 有关电容的矿石收音机 电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。 C=εA/δ? + + + ? A ? 若被测量的变化使式中δ、A、ε三个参量中任意一个发生变化时，都会引起电容量的变化，再通过测量电路就可转换为电量输出。因此，电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型 。 极距δ变化型 + + + + + + C=εA/δ? 手工实验： 用2个硬币夹1张纸介质组成电容器， 监测电容量，并做如下变化： 将纸介质从1张分别变为2张、4张测量电容量，比较电容量随间距变化趋势 2. 2个硬币错动位置，造成极板面积S变化，比较电容量随面积变化趋势 3.上面分别代表变间隙和变面积的电容传感器，想想如何利用硬币做出变电介质的电容传感器来 驻极体电容传声器 它采用聚四氟乙烯材料作为振动膜片。这种材料经特殊电处理后，表面永久地驻有极化电荷，取代了电容传声器极板，故名为驻极体电容传声器。特点是体积小、性能优越、使用方便。 C=εA/δ? 由于变极距型的分辨力极高，可测小至0.01μm的线位移，故在微位移检测中应用最广 说明位移与C的变化不成线性关系，只有当 位移变化量很小时候，我们才可以认为是线性的，因此变极距型电容传感器一般用来测量微小变化量如，0.01um—零点几个毫米的线位移。 极板间采用高介电常数的材料(云母、塑料膜等)作介质可以减小非线性误差，防止电容器击穿或短路。 右图所示为差动结构，动极板置于两定极板之间。初始位置时，δ1＝δ2＝δ0，两边初始电容相等。当动极板向上有位移Δδ时，两边极距为δ1＝δ0-Δδ，δ2 ＝δ0+Δδ； 两组电容一增一减灵敏度提高一倍，且非线性误差大为减小。由于结构上的对称性，它还能有效地补偿温度变化所造成的误差。 变面积型电容传感器 C=εA/δ?