1、儀表基礎知識,,第一章 儀表及自動化的基本知識,1·儀表及自動化的產(chǎn)生和發(fā)展2·儀表的常用信號簡介3·儀表的分類4·儀表的工作原理,2024/3/17,2,,,儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時期中多屬用以定向、計時或供度量衡用的簡單儀器。 　　　　17～18世紀，歐洲的一些物理學家開

2、始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計；利用光學透鏡制成的望遠鏡，奠定了電學和光學儀器的基礎。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀到20世紀，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進了新學科和新技術的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計算機和空間技術等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實現(xiàn)自動化必不可少的技術工具。,2024/3/17,3,,儀表的發(fā)展歷史：,工業(yè)自動化儀表重點發(fā)展基于現(xiàn)場

3、總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動化儀表；全面擴大服務領域，推進儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化，完成自動化儀表從模擬技術向數(shù)字技術的轉變，5年內數(shù)字儀表比例達到60%以上；,2024/3/17,4,儀表發(fā)展的趨勢,常規(guī)儀表的分類,一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量儀表四、液位儀表五、接近開關，光電開關六、旋轉編碼器六、位移傳感器,2024/3/17,5,常用儀表的信號,儀表常用的電信號包括：4—20mA

4、DC信號1—5VDC信號脈沖信號RTD（熱電阻）PT100信號mV信號(熱電偶),2024/3/17,6,2024/3/17,7,壓力儀表,現(xiàn)場壓力表電接點壓力表壓力變送器/差壓變送器壓力開關,2024/3/17,8,壓力儀表,現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級要求）,2024/3/17,9,電

5、接點壓力表一般有雙節(jié)點作為報警、或啟泵的條件。,壓力儀表,2024/3/17,10,壓力儀表,壓力變送器 最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力變送器：采用結構簡單、堅固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當感受到壓力變化時，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨特的檢測電路

6、測電容的微小變化，并進行線性處理和溫度補償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號。精巧的結構、高性能的材料及先進的檢測電路的完美結合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。,2024/3/17,11,單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機械加工技術，在單晶硅芯片上制成兩個完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動。其諧振頻率取決于梁的長度和張力，其梁的長度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉

7、換成頻率的變化，對差壓采用頻率差分技術，并將頻率差信號直接輸出到CPU進行運算和A/D轉換。,2024/3/17,12,差壓變送器 一般使用來測量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測量流量儀表。 該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。 目前國內應用三閥組較為普遍。對于三閥組類型的儀表有一個開關投用程序。,投用三閥組：開正壓閥，再關平衡閥，再開負壓閥；關閉三閥組：關負壓閥，打開平衡閥，關正壓閥。,

8、2024/3/17,13,壓力儀表—壓力開關,壓力開關1、壓力開關是一種簡單的（壓力控制裝置），當被測壓力達到額定值時，壓力開關可發(fā)出（警報或控制）信號。 2、壓力開關的工作原理是：當被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動（開關元件），改變（開關元件）的通斷狀態(tài)，達到控制被測壓力的目的。 3.壓力開關采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。 開關元件有（磁性開關）、（水銀開關

9、）、（微動開關）等。 4.壓力開關的開關形式有（常開式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開關的調節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開關的參數(shù)可調，依實際使用壓力范圍調節(jié),2024/3/17,14,,溫度儀表,玻璃管溫度計 雙金屬溫度計　　壓力式溫度計　　熱電阻 熱電偶 溫度變送器　 溫度開關 非接觸式溫度計,2024/3/17,15,玻璃管溫度計：這種溫度表非常簡單、普

10、通。目前高精度的往往使用在儀表校驗間實驗室內。由于價格便宜，目前工廠內還有應用。,2024/3/17,16,由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計叫雙金屬溫度計。,雙金屬溫度計,2024/3/17,17,壓力式溫度計,壓力表式溫度計的測量原理 壓力表式溫度計是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力

11、變化這一原理而制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。 壓力表式溫度計主要由以下三部分組成： 1.溫包——溫包是直接與被測介質相接觸來感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強度，小的膨脹系數(shù)，高的導熱率以及抗腐蝕等性質，根據(jù)所充工作介質和被測介質的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來制造。 2.毛細管——它是用銅或鋼等材料冷拉成的無縫圓管，用來傳遞壓力的變化。 3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。,2024/3/17,18,

12、熱電阻,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。,熱電阻測溫原理： 熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅。 我們這套液化天然氣項目中采用了大量的PT100型號的鉑熱電阻體。又分為單支、雙支。PT100類型電阻體對應 0

13、℃時阻值為100Ω。標準的熱電阻回路國內一般采用三線制，采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。熱電阻將鉑熱電阻體的電阻信號

14、直接轉換為4~20mADC的標準信號一體化儀表就是溫度變送器中比較常見的一種。,2024/3/17,19,熱電阻接線方式。,2024/3/17,20,熱電偶,熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。熱電偶的工作原理 兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電

15、動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K 鎳鉻--鎳硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),鎳鉻 銅鎳 -200-+700 ℃。,2024/3/17,21,如圖所示，兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合回路。置于被測溫度為 t 的介質 中，稱為工作段，另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下，當工作段的被

16、測介質溫度發(fā)生變化時，熱電勢也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。,熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關，而與熱電極的長度和直徑的粗細無關。采用熱電偶為測量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒有太大的區(qū)別。,2024/3/17,22,熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是兩熱電極材料相異、兩接點溫度相異。,2024/3/17,23,溫度變送器的作用:有人說是測量溫度的，這是不對的。其作用是將檢

17、測的熱電偶或則熱電阻等溫度信號轉變?yōu)闃藴实膬x表信號如4-20mADC,或者1-5VDC.,2024/3/17,24,溫度開關,溫度開關傳統(tǒng)的溫度開關多為機械式，其分為：蒸氣壓力式溫控器、液體膨脹式溫控器、氣體吸附式溫控器、金屬膨脹式溫控器。目前我廠沒有使用該產(chǎn)品,2024/3/17,25,渦輪流量計孔板流量計（含一體化孔板流量計）質量流量計轉子流量計渦街流量計超聲波流量計電磁流量計明渠流量計,流量儀表,楔形流量計靶

18、式流量計,2024/3/17,26,在天然氣國際計量協(xié)會和中國的標準里目前得到認可的流量計只有三種：1、渦輪流量計： GB/T 21391-2008“用渦輪流量計測量天然氣流量”，主要參考標準是EN12261、AGA7號報告和ISO標準9952:1993 2、孔板流量計： GB/T 21446-2008“用標準孔板流量計測量天然氣流量”，主要參考標準是AGA3號報告和ISO5167:2003。3、超聲波流量計：GB/T 186

19、04-2001“用超聲流量計測量天然氣流量”，主要參考標準是AGA9號報告和ISO技 術報告12765。,天然氣計量,2024/3/17,27,流量計,渦輪流量計：當被測流體流過渦輪流量計傳感器時，在流體作用下，葉輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，葉輪的轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。 qv=f/K (7.1)

20、60; qm=qvρ (7.2)式中 qv,qm－分別為體積流量，m3/s，質量流量，kg/s；f－流量計輸出信號的頻率，Hz；K－流量計的儀表系數(shù)，P/m3。,2024/3/17,28,孔板流量計：充滿管道的流體，當它們流經(jīng)管道內的節(jié)流裝置時，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質流動的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計可以通過測量壓差

21、來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動連續(xù)性定律為基準的。,流量計,2024/3/17,29,儀表里標準的三種節(jié)流元件：a: 孔板b: 噴嘴c: 文丘里管,對于標準節(jié)流元件，流體的流量與其差壓成（方根）關系Q=K*SQRT(P)其中P為差壓,2024/3/17,30,孔板的取壓口方向,1、節(jié)流裝置安裝在垂直管道上時，取壓口的位置在取壓裝置的平面上可任意選擇；2、節(jié)流裝置安裝在水平管道或傾斜管道上時，取壓口的

22、位置選擇取決于被測介質的特性，見下圖：,問題：如果孔板裝反了會有什情況發(fā)生？,2024/3/17,31,2、安裝基本要求①垂直度節(jié)流件上游端面與管道軸線的垂直度不大于1°。②不同軸度節(jié)流件應與管道同軸。③直管段長度節(jié)流裝置應安裝在兩段有恒定橫截面積的圓筒形直管段之間，最短直管段長度隨節(jié)流件形式、阻流件形式和直徑比而異。,2024/3/17,32,質量流量計,質量流量計,流體在旋轉的管內流動時會對管壁產(chǎn)生一個力，

23、它是科里奧利在1832年研究水輪機時發(fā)現(xiàn)的，簡稱科氏力。質量流量計以科氏力為基礎，在傳感器內部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅動線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵電壓加到驅動線圈上時，振動管作往復周在振管周期振動，工業(yè)過程的流體介質流經(jīng)傳感器的振動管，就會上產(chǎn)生科氏力效應，使兩根振管扭轉振動，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號，這兩個信號差與流經(jīng)傳感器的流體質量流量成比例關系。計算機解算出流經(jīng)振管

24、的質量流量。不同的介質流經(jīng)傳感器時，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質的溫度。,2024/3/17,33,2024/3/17,34,轉子流量計,轉子流量計,浮子流量計,又稱轉子流量計,是變面積式流量計的一種 , 在一根由下向上擴大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的 , 浮子可以在錐管內自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運動，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到

25、與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉子流量計。金屬轉子流量計是工業(yè)上最常用的，對于小管徑腐蝕性介質通常用玻璃材質，由于玻璃材質的本身易碎性，關鍵的控制點也有用全鈦材等貴重金屬為材質的轉子流量計,2024/3/17,35,渦街流量計,渦街流量計,在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。,2024/3/17,36,超聲波流量計,超聲波

26、流量計依據(jù)測量原理常見的有兩類： 時間差計量（傳播速度差法） 多普勒原理計量 右圖為丹尼爾超聲波流量計在中國非常具有代表性。,2024/3/17,37,2024/3/17,38,2024/3/17,39,2024/3/17,40,多普勒超聲波流量計為利用多普勒效應工作。如附圖所示其通過對流體中顆粒與氣泡的反射，使得傳輸頻率被線性改變。其最終結果是發(fā)射器與接收器頻率之間的轉換，該值與流速存在直接關系。,超聲波流量計,,20

27、24/3/17,41,電磁波流量計,,電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在電磁流量計中，測量管內的導電介質相當于法拉第實驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產(chǎn)生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。,2024/3/17,42,電磁流量計用于測量導電液體介質流量，介質溫度不宜超過120度，壓力不宜超1.

28、6MPa，不宜在負壓狀態(tài)下使用，流速不得低于0.3m/s，被測介質中不能含有較多的磁鐵性物質和氣泡，被測流體基本無壓損，測量精度可達0.5%，量程比寬為20：1，其測量原理為法拉第電磁感應定理。電磁流量計的基本測量原理是基于法拉第電磁感應定律，即導體在磁場中做切割磁力線運動時，在其兩端產(chǎn)生感應電動勢。流量計的測量管是由內襯絕緣材料的非導磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上，其電極頭與襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙

29、向方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場，此時，如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線，并感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B，測量管內徑d與平均流速v的乘積。電動勢E（流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉換器，轉換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號，用于流量的控制和調節(jié)。    其原理公式為：  &

30、#160;                                    

31、; E=KBDV    式中：    E -------- 為電極間的信號電壓（v）    B -------- 磁通密度（T）    D -------- 測量管內徑（m）     V -------- 平均流速（m/s）,2024/3/17,43,差壓液位變

32、送器雙（法蘭液位計）靜壓式液位計電浮筒式液位磁翻板液位計玻璃板液位計鋼帶式液位計雷達液位計超聲波液位計,液位料位儀表,2024/3/17,44,差壓液位變送器雙（法蘭液位計）,利用對測量介質的兩點之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進行測量的變送器儀表。和測量阻力表幾乎一樣，只不過壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。,2024/3/17,45,靜壓式液位計（靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種

33、測量液位的壓力傳感器．靜壓式液位計（液位計）是基于所測液體靜壓與該液體的高NIVELCO投入靜壓式液位計度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉化成標準電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。,靜壓式液位計,2024/3/17,46,磁翻板液位計,根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的 。當被測容器 中的液位升降時，液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降

34、，浮子 內的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅動紅、白翻柱 翻轉180°，當液位上升時翻柱由白色轉變?yōu)榧t色，當液位下降時 翻柱由紅色轉變?yōu)榘咨甘酒鞯募t白交界處為容器內部液位的實 際高度，從而實現(xiàn)液位清晰的指示。,超聲波液位計是利用壓電 陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到 物體或液體的界面產(chǎn)生反射， 液位計測量反射時間來計算液、 物位，實現(xiàn)對物位和液位的非 接觸測量和控制。

35、 適用于各種惡劣和危險環(huán)境下的液體和漿體。,超聲波液位計,2024/3/17,48,音叉液位開關的工作原理是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動。當音叉液位開關的音叉與被測介質相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉液位開關的這些變化由智能電路來進行檢測，處理并將之轉換為一個開關信號。,音叉液位開開關,2024/3/17,49,一般來說，接近開關常見的有電容式、電感式和霍爾接近開關三種電容式傳感器可用無接觸的方式

36、來檢測任意一個物體。與只能檢測金屬物的電感式傳感器比較，電容式傳感器也可以檢測非金屬的材料電感式接近開關必須檢測金屬材料?；魻柦咏_關由霍爾原件組成，有低能耗，無損性長壽命的特點。 接近開關有個技術指標為檢測距離或者說開關的動作距離。這個參數(shù)可以根據(jù)不同的應用進行選擇。如果是檢測距離不定，而需要一個大概的范圍，推薦使用接近傳感器。1、電感式接近開關工作原理電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開關電路及放大輸出電路。

37、振蕩器產(chǎn)生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場，并達到感應距離時，在金屬目標內產(chǎn)生渦流，從而導致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級放大電路處理并轉換成開關信號，觸發(fā)驅動控制器件，從而達到非接觸式之檢測目的。,接近開關，光電開關,2024/3/17,50,接近開關，光電開關,2024/3/17,51,2 、電容式接近開關的工作原理電容式接近開關的感應面由兩個同軸金屬電極構成，很象“打開的”電容器電極，該兩個電極構成一個電容

38、，串接在RC振蕩回路內。電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當一目標朝著電容器的電靠近時，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將振和振蕩兩種信號轉換成開關信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大。3 、霍爾開關的工作原理磁式開關是接近開關，它（甚至透過非黑色金屬

39、）響應于一個永久的磁場。作用距離大于電感接近開關。響應曲線與永久磁場的方向有關。當一個目標（永久磁鐵或外部磁場）接近時，線圈鐵芯的導磁性（線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。器振蕩，并使振蕩電流增加。,接近開關，光電開關,2024/3/17,52,接近開關，光電開關,2024/3/17,53,光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由

40、同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。工作原理如圖1所示。多數(shù)光電開關選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。圖2是德國SICK公司的部分光電開關外型圖。輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP

41、/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。,接近開關，光電開關,2024/3/17,54,接近開關，光電開關,2024/3/17,55,接近開關，光電開關,2024/3/17,56,接近開關，光電開關,2024/3/17,57,接近開關，光電開關,2024/3/17,58,接近開關，光電開關,2024/3/17,59,2024/3/17,60,2024/3/17,旋轉光電編碼器,2024/3/17,光電編碼器，又稱光電角位置傳感器。是集成

42、光—機—電為一體的數(shù)字測角裝置，主要是以高精度計量光柵為檢測元件，通過光電轉換，將軸的機械角位移信息轉換成相應的數(shù)字代碼，用他可以實現(xiàn)角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精確測量,輸出信號與計算機相連接,不僅能夠實現(xiàn)數(shù)字測量與數(shù)字控制,而且與其他同類用途的傳感器相比，具有精度高、測量范圍廣、使用可靠、易于維護等優(yōu)點。因此已普遍應用在雷達、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、機器人、數(shù)控機床和高精度閉環(huán)調速系統(tǒng)等諸多領域，是自動化設備理想的角度傳

43、感器。,編碼器的前身,接近開關-（齒輪傳感器）,接近傳感器的安裝,接近傳感器的信號輸出,光電編碼器的基本部件,電氣輸出短路保護反極性保護放大電路抗干擾電路等數(shù)據(jù)輸出 增量/絕對值,機械系統(tǒng)旋轉軸安裝法蘭+附件軸承系統(tǒng)支架外殼,數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)LED光源&光敏電阻/永磁&霍爾元件增量碼盤/絕對值碼盤數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),光電編碼器,光電編碼器讀出原理,,,,,,,,,,,,,,,發(fā)光二極管,光電二極管

44、,,輸出型號,柵格,慮光鏡,碼盤,光電編碼器,光電編碼器結構原理,絕對值和增量編碼器的區(qū)別 -----碼盤的不同是本質的區(qū)別,增量編碼器,絕對值編碼器,傳送在一轉中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現(xiàn)故障時一般應用于角度測量及往復運動在卷揚機和探尺控制中一般作為位置反饋,一般用來測試速度與方向在卷揚機和探尺控制中一般作為電機的速

45、度反饋也可以用角度測量，但在掉電或電源出現(xiàn)故障時位置信息丟失,增量編碼器顯示速度與旋轉方向顯示角度位置(脈沖累計)角度測量時，如果電源出現(xiàn)故障,所有的位置信息丟失分辨率通過每轉多少脈沖表示,增量編碼器脈沖盤設計圖增量信號可以達到10’000 脈沖/圈 A/ B/ 0通道 ＋ 反相同道0脈沖參考信號編碼器碼盤的設計:一般采用以下3種材質 玻璃碼盤適宜于高精度,鎳和塑料碼盤適宜于中等精度,通道Z,增量編

46、碼器輸出信號：3通道信號在雙通道編碼器的基礎上增加了一個零位信號，用于基準點定位一般測長度使用該信號，測速一般不使用該信號。 信號輸出如圖： 可以測試速度 可以測試旋轉方向 可以定位,,,Incremental Encoders,,絕對值編碼器應用于角度測量及往復運動的測量在0…360°的每一個角度位置

47、傳輸一個唯一的信號 (單圈)在測量的圈數(shù)中，每一圈，每一個位置都有唯一的信號（多圈）即使在掉電或者電源出現(xiàn)故障時,位置信息一直可用.不必復零 !碼盤材質一般為玻璃或高分子材料！,,,,,,,,,數(shù)據(jù)盤設計圖絕對輸出信號分辨率達到18BIT的絕對信號格雷碼與二進制碼輸出ASIC光電編碼,01111100,,絕對值單圈和多圈編碼器單圈絕對編碼器傳輸一圈內唯一的信號 (0…360°)單轉的位置來源于碼盤或霍爾傳感

48、器多圈絕對編碼器傳輸完整的一圈后繼續(xù)計數(shù).計數(shù)靠電池緩沖記憶多圈絕對編碼器一般范圍可達到4096轉，單圈分辨率8196（25位）.,鋰電池,霍爾傳感器,磁簧繼電器,光電絕對多圈編碼器,位移傳感器,2024/3/17,75,位移傳感器,磁致伸縮線性位移/液位傳感器的檢測機理基于傳感器核心檢測元件—磁致伸縮波導絲與游標磁環(huán)間的魏德曼效應。  測量時，電子倉中的激勵模塊在敏感檢測元件（磁致伸縮波導絲）兩端施加一查詢脈沖，該脈

49、沖以光速在波導絲周圍形成周向安培環(huán)形磁場，該環(huán)形磁場與游標磁環(huán)的偏置永磁磁場發(fā)生耦合作用時，會在波導絲的表面形成魏德曼效應扭轉應力波，扭轉波以聲速由產(chǎn)生點向波導絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉波被阻尼器件吸收，傳向激勵端的信號則被檢波裝置接收，電子倉中的控制模塊計算出查詢脈沖與接收信號間的時間差，再乘以扭轉應力波在波導材料中的傳播速度（約2830m/s），即可計算出扭轉波發(fā)生位置與測量基準點間的距離，也即游標磁環(huán)在該瞬時相對于測量基準點間的