模块三　位移测量　课件　广东2022中职《传感器应用技术》

课题一 电阻式位移传感器 课题二 电感式位移传感器 课题三 磁电感应式位移传感器 课题四 光栅式位移传感器 模块三 位移测量 ¤ 了解电阻式位移传感器的基本工作原理 ¤ 掌握电阻式位移传感器的主要输出特 ¤ 掌握电子节气门的检查和调整方法 课题一　电阻式位移传感器 任务提出： 电子节气门(见下图)是汽车中的重要部件，其作用是，驾驶者通过控制踏板位移量控制节气门开启的角度，从而改变进入进气歧管的空气量，ECU (发动机电控单元)再根据节气门的开启量来改变喷油器的喷油量，使混合气的空燃比维持在理想空燃比附近，从而改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。 本课题的工作任务就是对相关传感器进行检测，排除故障。 电子节气门 任务分析： 影响发动机功率的因素比较多，最主要的是节气门位置传感器和发动机转速传感器。经检测，发动机转速传感器没有发生故障，故障发生在节气门位置传感器。而节气门位置传感器实际上是个位移传感器，常用的是电位器式位移传感器。 相关知识 一、电阻式位移传感器的分类 电阻式位移传感器是将被测的非电量(如位移、力、加速度等)转换成电阻的变化量的传感元件，并通过对电阻值的测量将其变换为电压或电流，达到检测非电量的目的。 二、线绕式电位器传感器的结构与工作原理 电位器式传感器可以将机械位移或其他能变换成位移的非电量变换为电阻值的变化，并可以将其转换成电压的变化。 电位器式传感器按被测量的不同，可分为直线位移式和角位移式两类，如下图所示。 线绕式电位器传感器 三、线绕电位器传感器的输出特性 1. 阶梯特性 由线绕电位器结构可知，当电刷在变阻器的线圈上移动时，电位器的阻值随电刷从一圈移动到另一圈而不连续地变化，输出电压U0也不连续变化，而是跳跃式地变化。如下图所示。 阶梯特性 2. 电压分辨率 线绕电位器的电压分辨率，是在电刷行程内电位计输出电压阶梯的最大值与最大输出电压之比的百分数。 3. 测量误差 阶梯特性曲线围绕理论特性直线上下波动，产生的偏差称为阶梯误差。 4. 测量方法 电位器式位移传感器是通过电阻百分比来分配外加电源的电压，因此输出－位移的关系通常是以电阻百分比－位移的关系来表示。 四、非线绕式电位器传感器 非线绕式电位器传感器主要应用于以下三类电位器。 1. 膜式电位器 膜式电位器通常分为碳膜电位器和金属膜电位器两类。 2. 导电塑料电位器 导电塑料电位器又称有机实心电位器，采用塑料和导电材料(石墨、金属合金粉末等)混合模压而成。 3. 光电电位器 光电电位器是一种非接触式电位器，采用光束代替电刷。 五、节气门位置传感器 节气门位置传感器用于测量节气门的位置，其主要功能是检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况，是加速工况还是减速工况，结构如下图所示。 电子节气门的结构 任务实施： 要排除汽车上电子节气门的故障，首先要对更换的电子节气门进行检查和安装调整。 因此任务实施可分为电子节气门的检查和节气门位置传感器的调整两部分。 一、电子节气门的检查 电子节气门的检查主要包括以下几个方面。 1. 传感器怠速触点导通情况检查 关闭点火开关，拔下节气门位置传感器的导线连接器，用万用表的电阻挡检查导线连接器上IDL触点的导通情况，见表3-1。 2. 传感器电阻检查 3. 传感器电压检查 二、节气门位置传感器的调整 松开节气门位置传感器的两个固定螺钉，如右图所示，在限位螺钉和限位杆之间插入0.50mm厚薄规片，同时用万用表检查IDL与E2的导通情况。 节气门位置传感器的调整 思考与练习 1. 电阻式传感器有哪些基本类型? 2. 简述线绕式电位器位移传感器的工作原理。 3. 简述电位器式位移传感器的输出特性对测量结果的影响。 4. 如何判别电子节气门位置传感器的工作性能? ¤ 了解电感式位移传感器的基本工作原理 ¤ 掌握电感式位移传感器的测量方法 模块二 课题二　电感式位移传感器 任务提出： 对于许多旋转机械，包括蒸汽轮机、燃气轮机(见下图)、水轮机、离心式和轴流式压缩机、离心泵等，轴向位移是一个十分重要的信号。过大的轴向位移将会引起过大的机构损坏。轴向位移的测量，可以指示旋转部件与固定部件之间的轴向间隙或相对瞬时的位移变化，用以防止机器的损坏。 本课题的任务就是找出测量值发生不正常变化的原因。 燃气轮机 任务分析： 轴向位移测量参数是火力发电厂中最重要的保护参数之一，其测量误差应能控制在5%以内。在现场实际测量中，轴向位移测量参数如果超出其允许误差，应立即寻找出其数值不正常变化的原因并及时消除，否则将影响到机组的安全运行。 因此，需要找一种合适的传感器来替换发生故障的传感器，对该轴向位移进行正确的测量。 相关知识： 一、电感式位移传感器的分类 电感式位移传感器分为变磁阻式、差动变压器式和电涡流式位移传感器三