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傳感器工作原理及應(yīng)用
1.傳感器工作原理--簡介
傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。國際電工委員會(huì)(IEC)的定義為:“傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號"。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。傳感器可分為兩類:有源的和無源的。
2.傳感器工作原理--結(jié)構(gòu)
傳感器的結(jié)構(gòu)：在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應(yīng)片并組成變橋,即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著:(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈,(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈,(3)軸上印刷電路板,電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著:(1)激磁電路,(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入),(3) 信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出),(4)信號處理電路。
3.傳感器工作原理
首先向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,經(jīng)過功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過能源環(huán)形變壓器從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈。由基準(zhǔn)電源與雙運(yùn)放組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測得到的mV級的應(yīng)變信號通過儀表放大器放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號,再通過V/F轉(zhuǎn)換器變換成頻率信號,通過信號環(huán)形變壓器從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經(jīng)過外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。
由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成有效的屏蔽,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
4.傳感器工作原理--應(yīng)用
傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等。專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)的;各種測量工藝變量和物理量的,以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速?，F(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和水平,目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器,而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只,種類通常達(dá)30余種,多則達(dá)百種。
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