開發(fā)新型傳感器,大致應(yīng)

開發(fā)新型傳感器 新型傳感器，大致應(yīng)包括：采用新原理、填補(bǔ)傳感器空白、仿生傳感器等諸方面。它們之間是互相聯(lián)系的。傳感器的工作機(jī)理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結(jié)構(gòu)型傳感器，一般說它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價(jià)格偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不少誘人的優(yōu)點(diǎn)，加之過去發(fā)展也不夠。世界各國都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強(qiáng)研究，從而使它成為一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其中利用力學(xué)諸效應(yīng)研制的低靈敏閾傳感器，用來檢測微弱的信號(hào)，是發(fā)展新動(dòng)向之一。

剎車盤檢測電容位移傳感器的一個(gè)典型案例

應(yīng)用案例：剎車盤檢測 電容位移傳感器的一個(gè)典型案例是測量剎車盤在受力的情況下的形變。為了得到更加接近真實(shí)剎車情況下的測量結(jié)果，剎車盤必須在極端情況下進(jìn)行測試。 剎車盤以2,000rpm的速度旋轉(zhuǎn)，溫度高達(dá)600°C。只有具備高測量速度或者截止頻率的測量手段，才可以不被由于高溫導(dǎo)致的，被測物體磁性和導(dǎo)電性能的變化所影響。傳感器探頭還要提供特別高的分辨率，因?yàn)閯x車盤受力引起的形變低于100μm。而公司提供的電容式位移傳感器幾乎滿足所有該應(yīng)用的需求，是理想的選擇。

電渦流傳感器測量原理根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理

電渦流傳感器測量原理 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)（與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場時(shí)無渦流），導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。 前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，與此同時(shí)該電渦流場也產(chǎn)生一個(gè)方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變（線圈的有效阻抗）， 這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率以及頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。通常假定金屬導(dǎo)體材質(zhì)均勻且性能是線性和各項(xiàng)同性，則線圈和金屬導(dǎo)體系統(tǒng)的物理性質(zhì)可由金屬導(dǎo)體的電導(dǎo)率б、磁導(dǎo)率ξ、尺寸因子τ、頭部體線圈與金屬導(dǎo)體表面的距離D、電流強(qiáng)度I和頻率ω參數(shù)來描述。則線圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ,б,D,I,ω)函數(shù)來表示。通常我們能做到控制τ,ξ,б,I,ω這幾個(gè)參數(shù)在一定范圍內(nèi)不變，則線圈的特征阻抗Z就成為距離D的單值函數(shù)，雖然它整個(gè)函數(shù)是一非線性的，其函數(shù)特征為“S”型曲線，但可以選取它近似為線性的一段。于此，通過前置器電子線路的處理，將線圈阻抗Z的變化，即頭部體線圈與金屬導(dǎo)體的距離D的變化轉(zhuǎn)化成電壓或電流的變化。輸出信號(hào)的大小隨探頭到被測體表面之間的間距而變化，電渦流傳感器就是根據(jù)這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬物體的位移、振動(dòng)等參數(shù)的測量。

電渦流傳感器測量電路和特性

電渦流傳感器測量電路和特性 電渦流傳感器的諧振調(diào)幅電路如圖2（a）所示。這種方法是將傳感器線圈的等效電感的變化轉(zhuǎn)換為電壓變化。傳感器線圈與電容并聯(lián)組成LC并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩器產(chǎn)生一個(gè)頻率及幅值穩(wěn)定的高頻信號(hào)來激勵(lì)諧振回路。LC回路的輸出電壓為： u=i0F(Z) 式中i0為高頻激勵(lì)電流，Z為LC回路的阻抗?？梢钥闯?，LC回路的阻抗Z越大，回路的輸出電壓越大。 當(dāng)改變金屬導(dǎo)體與傳感器線圈之間的距離x時(shí)，引起傳感器線圈等效電感L發(fā)生變化，即回路的等效阻抗Z變化，從而使諧振回路輸出電壓u變化。諧振回路的輸出電壓u就成為距離x的單值函數(shù)，只要測出的變化量就能確定金屬導(dǎo)體與線圈之間距離x的變化量。如圖2(b)所示。x-u曲線的非線性程度受線圈尺寸參數(shù)的影響，合理設(shè)計(jì)線圈尺寸參數(shù)能使傳感器的非線性誤差較小，而又不會(huì)使靈敏度降得太多。從圖2(b)可以看出，電渦流傳感器的輸出特性是一條光滑的曲線，這條曲線的形狀比較近似于直線，可以用一條接近于該曲線的直線來代替。