運動測量
發布時間:2013/11/7 20:17:51 訪問次數:702
本節涉及的內容是傳感器對各種形式的運動進行測量。
在學完本節后,應該能夠敘述測量運動的方法:
①說朗位移傳感器的作用。
②簡述I,VDT。
③討論速度傳感器。
④討論加速度傳感器。
位移傳感器
位移是表示一個物體或一個點的位置變化的量。AD9246BCPZ-105角位移指的是可以用角度或弧度測量的轉動。位移傳感器可以是接觸式的,也可以使非接觸式的。
接觸式傳感器一般使用一個檢測軸,上面有一個跟蹤被測量位置的耦合器件。一種將電感的變化與位移聯系起來的接觸式位移傳感器就是線性可變差動變壓器( I.VDT,I,iner Variable Differential Transformer),檢測軸連接到位于特制線繞變壓器內部的移動磁芯上。一個典型的I_VDT如圖21.21(a)所示。變壓器的初級排成直線,并且位于兩個相同的次級之間。初級線圈由交流電壓激勵(通常為1~5 kHz)。當磁芯位于中心位置時,每個次級線圈中感應的電壓是相等的。當磁芯移動到偏離中心的位置時,一個次級線圈上的電壓將會大于另一個線圈上的電壓。利用如圖所示的解調器電路,當磁芯移過中心時,輸出電壓的極性會改變,如圖21.21(b)所示。該傳感器具有極好的靈敏度、線性度和可重復性。
非接觸式位移傳感器包括光學傳感器和電容傳感器。光電池可以用來觀測編碼盤上透過小孔的光線,或者對印在被測面上的條紋進行計數。光學系統快,但是有噪聲,包括背景光源,會在光學傳感器中產生虛假信號。如果噪聲是一個令人頭疼的問題的話,那么在系統中建立磁滯作用是有用處的。
光纖傳感器讓人們制作了用于近距離檢測的卓越近程檢測器。反射傳感器使用兩個光纖束,一個用于發射面的距離,但是該技術可以響應的距離近似為1微英寸。其主要缺點是動態范圍受限。
電容傳感器可以做成非常靈敏的位移和進程傳感器。電容值的大小通過電容器的一個極板相對于另一個極板移動來改變。移動極板可以是任何金屬面,如容性麥克風的膜片或被測面。電容器可用于控制諧振電路的頻率,將電容的變化轉換為可用的電信號輸出。
本節涉及的內容是傳感器對各種形式的運動進行測量。
在學完本節后,應該能夠敘述測量運動的方法:
①說朗位移傳感器的作用。
②簡述I,VDT。
③討論速度傳感器。
④討論加速度傳感器。
位移傳感器
位移是表示一個物體或一個點的位置變化的量。AD9246BCPZ-105角位移指的是可以用角度或弧度測量的轉動。位移傳感器可以是接觸式的,也可以使非接觸式的。
接觸式傳感器一般使用一個檢測軸,上面有一個跟蹤被測量位置的耦合器件。一種將電感的變化與位移聯系起來的接觸式位移傳感器就是線性可變差動變壓器( I.VDT,I,iner Variable Differential Transformer),檢測軸連接到位于特制線繞變壓器內部的移動磁芯上。一個典型的I_VDT如圖21.21(a)所示。變壓器的初級排成直線,并且位于兩個相同的次級之間。初級線圈由交流電壓激勵(通常為1~5 kHz)。當磁芯位于中心位置時,每個次級線圈中感應的電壓是相等的。當磁芯移動到偏離中心的位置時,一個次級線圈上的電壓將會大于另一個線圈上的電壓。利用如圖所示的解調器電路,當磁芯移過中心時,輸出電壓的極性會改變,如圖21.21(b)所示。該傳感器具有極好的靈敏度、線性度和可重復性。
非接觸式位移傳感器包括光學傳感器和電容傳感器。光電池可以用來觀測編碼盤上透過小孔的光線,或者對印在被測面上的條紋進行計數。光學系統快,但是有噪聲,包括背景光源,會在光學傳感器中產生虛假信號。如果噪聲是一個令人頭疼的問題的話,那么在系統中建立磁滯作用是有用處的。
光纖傳感器讓人們制作了用于近距離檢測的卓越近程檢測器。反射傳感器使用兩個光纖束,一個用于發射面的距離,但是該技術可以響應的距離近似為1微英寸。其主要缺點是動態范圍受限。
電容傳感器可以做成非常靈敏的位移和進程傳感器。電容值的大小通過電容器的一個極板相對于另一個極板移動來改變。移動極板可以是任何金屬面,如容性麥克風的膜片或被測面。電容器可用于控制諧振電路的頻率,將電容的變化轉換為可用的電信號輸出。