检测与转换技术.doc

检测与转换技术.doc•种拖动动力设备,在机床加工、运输、电力等领域有着广泛的应用。为了保证电机系统的正常运行,需要通过检测控制装置对它进行监控。重点监控的参数是电机A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。三相交流电动机单向运行主电路和电机控制电路图如下图所示,现要设计电机运行参数监控装置对该电动机运行三相线圈的温度、出轴转速和振动幅度实施监控。线圈温度检测电机温度过大或者缺相,线圈过热,造成运行温度超限(70°C)时,设备会受到损伤,如何获得实时电机温度变化信号并及时报警、停止电机很关键,及时发现异常,以保证系统正常运行。采用三线制PtlOO伯电阻温度传感器,其测量准确度高、测温范围大、发现性和稳定性好、能够灵敏实时的反映温度变化。当电机被测温度变化时,PHOO的阻值发生变化,产生电位差经过差分电路加以放大,由uout和钮电阻温度一电阻关系即可检测被测电机的温度。检测到温度超过70°C时,控制图1中的A灯亮。且断开KZ。,只要在转轴的圆周上粘上两粒磁钢。把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时•,可以从测量电路上测得脉冲信号。这个脉冲信号通过示波器显示出来,读出周期T,算出频率f,转速的表达式就是:n=60*f/,控制图1中的B灯亮。且断开KZ。:在导体薄片两端通以控制电流并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为歹的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为u的霍尔电压,这就是霍尔效应。由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔传感器。使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。如果在圆周上粘上多粒磁钢,可以实现旋转一周,获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意,霍尔传感器对磁场方向敏感,粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。霍尔传感器的优势霍尔传感器的应用优势主要有三个,1、 霍尔传感器的输出信号不会受到转速值的影响;2、 霍尔传感器的频率相应高;3、 霍尔传感器对电磁波的抗干扰能力强。方案论证(一)、转速检测的方法及分类转速测量由于传感器的不同大体可分为四种方式:霍尔传感器、光电传感器、电涡流传感器、磁电式传感器等。(1)、霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的-•种,这一现象是霍尔(,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。原理:在导体薄片两端通以控制电流并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为夕的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为u的霍尔电压,这就是霍尔效应。由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔传感器。使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一•粒磁钢,把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度。如果在圆周上粘上多粒磁钢,可以实现旋转一周,获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意,霍尔传感器对磁场方向敏感,粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。(2)、,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关),(检测目标物体)方法可分为