自感式压力传感器有变间隙型,变面积型和螺管插铁型三种,变间隙自感压力传感器的结构,它主要由线圈、铁心、衔铁等组成,工作时,压力通过测杆推动衔铁产生的位移,引起线圈电感值的变化,当传感器线圈接入一定的测量电路后,电感的变化将转换成电压电流或频率的变化,完成了压力测量的目的。
自感式传感器电感的相对变化量与气隙的相对变化量之间的关系为非线性关系。
很多人在购买电磁流量计使用一段时间以后,再次使用发现测量数据的不准确。其实这不是电磁流量计本身存在的质量问题。是因为使用者没有按照说明书中的方法保养和维护。 电磁流量计是一种精密的感应式仪表,即使选型和安装都是合理正确的,但用户的保养维护不到位,还是会对测量的准确度及仪表的使用寿命产生很大的影响。 一、零点检查和调整 电磁流量计投入运行前,通电后必须在电磁流量传感器充满液体静止状态下调整零点。投入运行后亦要针对使用条件定期停流作零点检查;尤其对沉淀、易污染电极,含有固相的非清洁液,在运行初期应多作检查,以获得经验确定正常检查周期。交流激磁方式的电磁流量计与矩形波激比,更易产生零点漂移,因此更要注意检查和调整。 举两个沉积层产生故障的应用失误的例子。一个是石油钻探固井工程中,灌注水泥浆的流体总量是重要工艺参数,经常会使用高压电磁流量计。仪表间歇使用,用毕后以清水冲洗传感器测量管,其余时间是空管。由于清洗不彻底,测量管内壁残留水泥浆固化成薄层,近二个月积聚形成绝缘层,包覆了整个电极表面,导致运行不正常到最终不能工作。 另一个是电解切削工艺验装置上,用电磁流量计控制饱和食盐水流量,间隙使用一段时期后发现流量信号渐渐减弱,2个月后信号为零。原因是电解切削过程中氧化铁沉积管壁,形成短路所致。清除层积即立即恢复正常。 二、定期检查传感器电性能 首先,粗略地测量电极间电阻。断开传感器与转换器间信号连线,传感器内充满液体,用万用表测量两电极与接地端的电阻值,是否在制造厂规定值范围内,且所测得两值大体相同。记录下首次测量的电阻值,此值对以后判断传感器故障原因(如沉积层是导电的还是绝缘的)是有用的。 其次,将传感器放空液体,擦净内壁,待完全干燥后用兆欧计测量两电极和接地端子间的电阻。 最后,检查激磁线圈绝缘电阻,卸下传感器激磁线圈,将端子与转换器间接线,用兆欧计测量线圈的绝缘电阻。
一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成,刻痕为不透光部分,两刻痕之间的光滑部分可以透光,相当于一狭缝。
精制的光栅,在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。
这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅,还有利用两刻痕间的反射光衍射的光栅;
如在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕,两刻痕间的光滑金属面可以反射光,这种光栅成为反射光栅。
由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应,因而能提高测量精度。
光栅由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成。
标尺光栅相对于指示光栅移动时,便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。
这些条纹以光栅的相对运动速度移动,并直接照射到光电元件上;
在它们的输出端得到一串电脉冲,通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出,直接显示被测的位移量。
光栅传感器的结构及工作原理
光栅传感器的结构均由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件这几个主要部分构成。
1、光源:
钨丝灯泡,它有较小的功率,与光电元件组合使用时,转换效率低,使用寿命短。
半导体发光器件,如砷化镓发光,可以在范围内工作,所发光的峰值波长为,与硅光敏的峰值波长接近;
因此,有很高的转换效率,也有较快的响应速度。
2、光栅付:
由栅距相等的主光栅和指示光栅组成。
主光栅和指示光栅相互重叠,但又不完全重合。
两者栅线间会错开一个很小的夹角,以便于得到莫尔条纹。
一般主光栅是活动的,它可以单独地移动,也可以随被测物体而移动;
其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件而固定。
3、通光孔:
通光孔是发光体与受光体的通路,一般为条形状,其长度由受光体的排列长度决定,宽度由受光体的大小决定。
它是帖在指示光栅板上的。
4、受光元件:
受光元件是用来感知主光栅在移动时产生莫尔条纹的移动,从而测量位移量。
在选择光敏元件时,要考虑灵敏度、响应时间、光谱特性、稳定性、体积等因素。
将主光栅与标尺光栅重叠放置,两者之间保持很小的间隙,并使两块光栅的刻线之间有一个微小的夹角θ,如图所示。
当有光源照射时,由于挡光效应(对刻线密度≤50条/mm的光栅)或光的衍射作用(对刻线密度≥100条/mm的光栅),与光栅刻线大致垂直的方向上形成明暗相间的条纹。
在两光栅的刻线重合处,光从缝隙透过,形成亮带;
在两光栅刻线的错开的地方,形成暗带;这些明暗相间的条纹称为莫尔条纹。