传感器原理与设计实验精选PPT.ppt
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1、传感器原理与设计实验第1页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数 l一、实验目的一、实验目的l1.通过本实验熟悉电涡流传感器、光电传感器的工作原理。l2.通过本实验了解和掌握采用电涡流传感器、红外传感器进行物件计数实验的原理和方法第2页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l二、实验原理二、实验原理l1、电涡流传感器。l电涡流传感器是一种非接触式传感器,一般由探头、延伸电缆、前置器构成基本的工作系统(如图1-1所示)。前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈,在探头头部的线圈中产生交变的磁场。如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近,则这一磁场能量会全部损失;当有
2、被测金属体靠近这一磁场,则在此金属表面产生感应电流,电磁学上称之为电涡流,与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场,由于其反作第3页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l用,使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗),这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通过前置器电子线路的处理,将线圈阻抗Z的变化,即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化,电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。第
3、4页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数图1-1电涡流传感器基本工作系统第5页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l其工作过程是,当被测金属与探头之间的距离发生变化时。则探头中线圈的Q值发生变化,Q值的变化引起振荡电压幅度的变化,这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、放大归一处理转化成电压(电流)变化。最终完成机械位移(间隙)转换成电压(电流)。l由上所述,电涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器的一半,即一个电涡流位移传感器的性能与被测体有关。目标物体的材质对传感器的感应距离有直接的影响。第6页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l2、光电传感器l光电测
4、量方法灵活多样,可测参数众多,一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和响应快等优点,加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用,使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反射式、辐射式四种基本形式。图1-2说明了这四种形式的工作方式。第7页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数图1-2光电传感器的工作方式第8页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l本实验所采用的DRHF-12-A型红外光电传感器属于反射性传感器,在同一壳体内装有发射器和接受器,此外配有一块特殊的反射板,使从发射
5、器里发出的光线能反射到接受器表面。当被测物遮住光线,传感器就开始工作,实现了开关功能。在正常状态下(没有物体通过),传感器输出为一定值,当有物体通过时,由于光线被遮断,传感器输出发生跳变,由数据采集仪获得后,通过DRVI快速可重组虚拟仪器平台的脚本就可以实现物件计数。第9页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l三、实验仪器和设备三、实验仪器和设备l1.输送线实验台架(DRCSX-12-A)1套l2.电涡流传感器(DRDG-12-A)1套l3.红外反射式传感器(DRHF-12-A)1套l4.蓝津数据采集仪(DRDAQ-EPP2)1套l5.开关电源(DRDY-A)1套l6.传感器支架(
6、DRZJ-A)2套l7.铁性试件2块l8.个人计算机1台第10页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l四、实验步骤四、实验步骤l1.物件计数实验结构示意图如图1-3所示,将DRDG-12-A型电涡流传感器、DRHF-12-A红外反射式传感器分别固定在支架上,并接入输送线模块对应通道。第11页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数涡流传感器光电传感器试件图1-3插件计数实验结构示意图第12页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l2、启动服务器,运行DRVI程序,点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图标,选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪
7、之间的注册。l3、点击“物件计数”实验,可以看到实验效果图1-4,如果计数值不为零,则点击其中的“复位”按钮将计数器清零,然后点击“开始”按钮进行物件计数实验。第13页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数图1-4物件计数实验效果图第14页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计数l五、扩展实验设计五、扩展实验设计l用趋势曲线方式显示出在一个较长的时间段内传感器接收信号电平的变化情况l六、思考题六、思考题l 1、产品计数实验还可以采用其它哪些传感器进行?各有什么特点?l2、电涡流传感器有什么特性?可以用在那些特征量的检测上?第15页,此课件共45页哦实验一实验一 物件计数物件计
8、数l七、实验报告要求七、实验报告要求l1、实验目的、原理、流程框图、实验数据、实验曲线及思考题必做。l2、分析并整理实验测量结果。l3、画出扩展实验框图,并计算输送线实验台转一周的时间。第16页,此课件共45页哦*l八、流程框图八、流程框图电涡流传感器红外传感器数据采集卡 AD开头蓝津 DAQ AD 内存 IC内存 IC波形谱图 IC显示原始信号波形参数IC取峰值波形参数IC取峰值波形谱图 IC显示原始信号波形处理 VB波形处理 VB计数器 计数器1-5物件计数原理框图第17页,此课件共45页哦实验二实验二 振动测量实验振动测量实验 (综合实验综合实验)l一一.实验目的实验目的l通过对转子实验
9、台的综合参数测量,了解各种传感器的工作原理,掌握机械振动信号、转速及轴心轨迹的基本测量方法。l二二.实验内容实验内容速度传感器测量振动信号加速度传感器测量振动信号磁电传感器测量转速电涡流传感器测量轴心轨迹第18页,此课件共45页哦实验二实验二 振动测量实验振动测量实验 (综合实验综合实验)l三三.实验设备实验设备1、电涡流传感器2套l2、速度传感器(CD-21)1套l3、加速度传感器(YD-37)1套l4、磁电转速传感器(DRCD-12-A)1套l5、加速度传感器变送器(DRBS-12-A)1台l6、计算机1台l7、DRVI快速可重组虚拟仪器平台1套l8、蓝津数据采集仪(DRDAQ-EPP2)
10、1台l9、开关电源(DRDY-A)1套l10、5芯-BNC转接线1条l11、度传感器变送器(DRBS-12-A)1台l12、转子/振动实验台1套第19页,此课件共45页哦实验二实验二 振动测量实验振动测量实验 (综合实验综合实验)图2-1转子振动试验台传感器安装位置示意图其中1磁电传感器2速度传感器3涡流传感器4加速度传感器第20页,此课件共45页哦实验二实验二 振动测量实验振动测量实验 (综合实验综合实验)l四、实验步骤四、实验步骤l(一)速度传感器、加速度传感器振动测量实验(一)速度传感器、加速度传感器振动测量实验l1、原理lCD-21振动速度传感器的基本原理是基于一个惯性质量(线圈组件)
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