3.4轴承滚柱的直径检测（课件）-《传感器检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目三 位移检测 项目三 位移检测 目 录 1 任务一 数控机床的位移检测（光电编码器） 2 任务二 数控机床的位移检测（光栅传感器） 3 任务三 数控机床的位移检测（磁栅传感器） 4 任务四 轴承滚柱的直径检测 项目三 位移检测 学习目标 能认识、了解检测位移量的传感器器件，了解它们的主要特点和性能。 能了解绝对式和增量式光电编码器的基本知识。 会用光电编码器测量位移。 能了解光栅传感器的组成和结构。 能理解莫尔条纹测量位移的原理。 能了解磁栅传感器的组成和特点。了解磁栅、磁头的结构和工作原理。 能理解自感式电感传感器和差动变压器的工作原理、测量电路及应用电路。 项目三 位移检测 位移是物体在一定方向上的位置变化。位移测量，可分为线位移测量和角位移测量两种，它是机械加工的重要参数。另外，许多其他参数，如力与压力、形变、厚度、间距、振动、速度、加速度等非电量的测量也可以转换为位移的测量，由位移的变化测出这些参数的变化。 任务提出 任务四 轴承滚柱的直径检测 在装配轴承滚柱时，为保证轴承的质量，一般要先对滚柱的直径进行分选，各滚柱直径的误差在几个微米，因此要进行微位移检测，可选用电感测微仪（图3-33）。 相关知识 任务四 轴承滚柱的直径检测 电感式传感器是利用电磁感应原理，将被测非电量转换成线圈电感（或互感系数）的变化的一种机电转换装置。 电感式传感器有自感式（电感式）、互感式（差动变压器式）两种类型。它具有的特点如下：　 优点：结构简单、工作可靠、测量精度高、零点稳定、输出功率较大。 缺点：灵敏度、线性度和测量范围互相制约；频率响应较低，不适用于快速动态测量；对电源频率和稳定度要求较高。 相关知识 任务四 轴承滚柱的直径检测 各种电感式测微传感器的外形如图3-34所示。 一、电感式测微传感器的外形与结构 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 1.变间隙式电感传感器 变间隙式电感传感器如图3-35所示。 （一）自感式电感传感器的工作原理 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 （1）组成 变间隙式电感传感器由线圈、铁芯和衔铁等组成。 （2）工作原理框图 变间隙式电感传感器的工作原理框图如图3-36所示。 （一）自感式电感传感器的工作原理 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 （3）工作原理 （一）自感式电感传感器的工作原理 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 2.变面积式电感传感器 （一）自感式电感传感器的工作原理 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 3.螺管插铁式电感传感器 （一）自感式电感传感器的工作原理 螺管插铁式电感传感器如图3-37所示，它的衔铁随被测对象移动，线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，线圈电感量也因此而变化，线圈电感量的大小与衔铁位置有关。 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 4.差动电感传感器 （一）自感式电感传感器的工作原理 实际使用中，常采用两个相同的传感器线圈共用一个衔铁，构成差动式电感传感器，如图3-38所示为各种差动电感传感器的结构示意图。采用差动式可以提高传感器的灵敏度，减小测量误差。 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 （一）自感式电感传感器的工作原理 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 1.电阻平衡臂电桥 （二）自感式电感传感器的测量电路 电阻平衡臂电桥如图3-39所示。 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 2.变压器式电桥 （二）自感式电感传感器的测量电路 变压器式电桥如图3-40a所示。 二、自感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 3.带相敏整流的交流电桥 （二）自感式电感传感器的测量电路 如图3-41a所示为带相敏整流的交流电桥。 三、互感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 （一）差动变压器的组成及工作原理 1.差动变压器的组成 如图3-43所示，差动变压器由衔铁、一次绕组和二次绕组等组成。 三、互感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 （一）差动变压器的组成及工作原理 2.差动变压器的工作原理 差动变压器的等效电路如图3-44所示。初级次级绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间互感随被测位移改变而变化。 三、互感式电感传感器 任务四 轴承滚柱的直径检测 如图3-45所示为差动变压器的输出特性曲线。图中E·21、E·22分别为两个次级绕组的输出感应电动势，U·2为次级差动输出电压，x为衔铁偏离中心位置的距离。图中虚线为实际输出特性，E·0就是零点残余电压。零点残余电压的存在会造成零位误差