各种传感器的技术原理

光电式传感器 　光栅式和码盘式两种。
　　光栅式传感器光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号。光栅有两块，一为固定光栅，另一为装在表盘轴上的移动光栅。加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。光电管、转换电路和显示仪表，计算出移过的莫尔条纹数量，测出光栅转动角的大小，从而确定和读出被测物质量。

　　码盘式传感器的码盘（符号板）是一块装在表盘轴上的透明玻璃，上面带有按编码方法编定的黑白相间的代码。加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时，码盘也随之转过角度。光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号，然后由电路进行数字，zui后在显示器上显示出代表被测质量的数字。光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

　　液压式传感器 ，在受被测物重力P作用时，液压油的压力增大，增大的程度与P成正比。测出压力的增大值，确定被测物的质量。液压式传感器结构简单而牢固，测量范围大，但准确度不超过1/100。

　　电磁力式传感器它承重台上的负荷与电磁力相平衡的原理工作（图5）。当承重台上放有被测物时，杠杆的一端向上倾斜；光电件检测出倾斜度信号，经放大后流入线圈，产生电磁力，使杠杆恢复至平衡。对产生电磁平衡力的电流进行数字转换，确定被测物质量。电磁力式传感器准确度高，可达 1/2000～1/60000，但称量范围仅在几十毫克至10千克。

　　电容式传感器 它电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d 的正比例关系工作（图6 ）。极板有两块，一块固定不动，另一块可移动。在承重台加载被测物时，板簧挠曲，两极板的距离发生变化，电路的振荡频率也随之变化。测出频率的变化求出承重台上被测物的质量。电容式传感器耗电量少，造价低，准确度为1/200～1/500。

　　磁极变形式传感器，铁磁元件在被测物重力作用下发生机械变形时，内部产生应力并引起导磁率变化，使绕在铁磁元件（磁极）两侧的次级线圈的感应电压也随之变化。测量出电压的变化量求出加到磁极上的力，进而确定被测物的质量。磁极变形式传感器的准确度不高，为1/100，适用于大吨位称量工作，称量范围为几十至几万千克。

　　振动式传感器 弹性元件受力后，其固有振动频率与作用力的平方根成正比。测出固有频率的变化，求出被测物作用在弹性元件上的力，进而求出其质量。振动式传感器有振弦式和音叉式两种。
　　振弦式传感器的弹性元件是弦丝。当承重台上加有被测物时，V形弦丝的交点被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力减小。两根弦的固有频率发生不同的变化。求出两根弦的频率之差，求出被测物的质量。振弦式传感器的准确度较高，可达1/1000～1/10000，称量范围为100克至几百千克，但结构，加工难度大，造价高。

　　音叉式传感器的弹性元件是音叉。音叉端部固定有压电元件，它以音叉的固有频率振荡，并可测出振荡频率。当承重台上加有被测物时，音叉拉伸方向受力而固有频率，的程度与施加力的平方根成正比。测出固有频率的变化，求出重物施加于音叉上的力，进而求出重物质量。音叉式传感器耗电量小，计量准确度高达 1/10000～1/200000，称量范围为500g～10kg。

　　陀螺仪式传感器 转子装在内框架中，以角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架经轴承与外框架联接，并可绕水平轴 Y 倾斜转动。外框架经万向联轴节与机座联接，并可绕垂直轴Z 旋转。转子轴 （X轴）在未受外力作用时保持水平。转子轴的一端在受到外力（P/2）作用时，产生倾斜而绕垂直轴Z 转动（进动）。进动角速度ω与外力P/2成正比，通过检测频率的方法测出ω，求出外力大小，进而求出产生此外力的被测物的质量。

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