同济大学土木工程2传感器.pptx
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1、2024/3/26 周二土木工程概念:概念:把被测量转化为电阻变化的一种传感器。把被测量转化为电阻变化的一种传感器。按工作原理分类:按工作原理分类:电阻应变式电阻应变式(核心为:核心为:电阻应变片电阻应变片)电位计式电位计式压阻式压阻式2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器2024/3/26 周二土木工程 X X L A R L A R基本原理基本原理2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器1 1 电阻应变式传感器:电阻应变式传感器:应变片弹性元件附件应变片弹性元件附件工作原理:基于电阻应变效应工作原理:基于电阻应变效应2024/3/26 周二土木工程2 2 电位计:电位计:精度精度0.05
2、0.050.025mm0.025mm电位计的使用变阻器与分压器RxxUABUUxxUAB2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器2024/3/26 周二土木工程3 3、压阻式传感器、压阻式传感器 F RF R压阻效应:单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用压阻效应:单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用时,其电阻率发生很大变化的现象时,其电阻率发生很大变化的现象2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器2024/3/26 周二土木工程电感式传感器是基于电磁感应原理,它是把被电感式传感器是基于电磁感应原理,它是把被测量转化为电感量的一种装置。测量转化为电感量的一种装置。分类分类:电感式传感器电感式传感
3、器自感型自感型可变磁阻型可变磁阻型涡流式涡流式互感型互感型2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器2024/3/26 周二土木工程1 1 自感型自感型-可变磁阻式可变磁阻式可变导磁面积型可变导磁面积型原理原理:电磁感应电磁感应2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器2024/3/26 周二土木工程1 1 自感型:自感型:(2 2)涡流式)涡流式金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时,在金属板种产生感应电流金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时,在金属板种产生感应电流高频反射式涡流传感器高频反射式涡流传感器低频透射式涡流传感器低频透射式涡流传感器2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器2024/3/
4、26 周二土木工程2 2 互感型互感型-差动变压器差动变压器WW1W2Esx-x工作原理工作原理:互感现象互感现象.EwEout2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器2024/3/26 周二土木工程1 1 工作原理工作原理传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦。传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦。钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。2-42-4 钢弦式传感器钢弦式传感器基本原理基本原理发出脉冲信号输入压力盒的电发出脉冲信号输入压力盒的电磁线路,激励钢弦产生振动,磁线路,激励钢弦产生振动,钢弦的振动在电磁线路内产生钢弦的振动在电磁线路内产生交
5、变电动势,输入频率仪放大交变电动势,输入频率仪放大器后,示波,得到频率。器后,示波,得到频率。2024/3/26 周二土木工程2-52-5 电容式、压电式、压磁式传感器电容式、压电式、压磁式传感器1 1 电容式传感器:电容式传感器:将被测量(尺寸、压力等)的变将被测量(尺寸、压力等)的变化转换成电容量变化的传感器。化转换成电容量变化的传感器。工作原理工作原理+A、A A或或发发生生变变化化时时,都都会会引引起起电容的变化。电容的变化。2024/3/26 周二土木工程2 2 压电式传感器压电式传感器基本原理:基本原理:压电效应(外力作用下激起晶体表面荷电的现象,逆压电效应)压电效应(外力作用下激
6、起晶体表面荷电的现象,逆压电效应)压电材料:压电单晶体(石英)、多晶体压电陶瓷(钛酸钡)压电材料:压电单晶体(石英)、多晶体压电陶瓷(钛酸钡)常用结构形式常用结构形式串联串联并联并联F+q=DF2-52-5 电容式、压电式、压磁式传感器电容式、压电式、压磁式传感器并联时间常数大,适宜用在测量慢变信号;串联适于电路输入阻抗很高的时候。2024/3/26 周二土木工程2 2 压电式传感器压电式传感器(1 1)加速度传感器)加速度传感器(2 2)测力传感器)测力传感器2-52-5 电容式、压电式、压磁式传感器电容式、压电式、压磁式传感器2024/3/26 周二土木工程3 3 压磁式传感器压磁式传感器
7、基本原理:基本原理:压磁效应(铁磁材料受机械力作用,内部产生机械效应力,从而引压磁效应(铁磁材料受机械力作用,内部产生机械效应力,从而引起导磁系数发生变化)起导磁系数发生变化)2-52-5 电容式、压电式、压磁式传感器电容式、压电式、压磁式传感器2024/3/26 周二土木工程3 3 压磁式传感器压磁式传感器基本元件:基本元件:应用举例应用举例2-52-5 电容式、压电式、压磁式传感器电容式、压电式、压磁式传感器2024/3/26 周二土木工程2-7 2-7 其它传感器其它传感器1 1 磁电式传感器磁电式传感器基本原理:电磁感应,产生感应电动势基本原理:电磁感应,产生感应电动势2024/3/2
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