气电式传感器

传感器1第九章气电式传感器原理：气动测量+气电转换

结构组成：气动量仪（关键部件：气动测头）＋气电转换部件

第九章气电式传感器被测量（尺寸大小）气压变化气流量变化电信号2气电转换方式：电触式、光电式、电感式、电容式、压阻式

优点：非接触测量，测量精度高，可以进行两个尺寸差值、平均值以及复杂形状综合参数测量。缺点：需要净化的恒压气源，对稳压气源较难获得；动态响应时间比较长（约0.2～1s），限制了检测速度。

3第一节气动测量的原理气动测量原理：把被测尺寸量的变化转换为气室中压力的变化或管路中流量的变化。气动测量分类：压力式气动测量、流量式气动测量。4一、压力式气动测量原理工作过程：净化和稳压气体以工作压力Pg送入管路1，通过进气喷嘴2和气室4后，由测量喷嘴5喷入大气。测量喷嘴与它前面的挡板或工件6之间的间隙变化时，代表了工件尺寸的变化，z越小，气室内压力Pc越大。5二、流量式气动测量原理6第二节气动测头测头包括测量喷嘴，就是测量时感受被测几何量变化的机构。种类：按测量方式不同，分为非接触式和接触式两类；按其结构原理来分，有喷嘴挡板和阀式。78一、喷嘴挡板结构五种结构形式：平行式、不平行式、反射式、负压式和喷射式。平行式：喷嘴为平端面，挡板是被测构件的平面。当喷嘴固定，被测构件尺寸变化时，喷气口气体流入大气的面积不是喷嘴孔的截面积，而是以喷嘴孔截平面为底，间隙Z为高的圆柱体侧面，流出面积F=πdz，流出流量为Q=vπdz。9不平行式：喷嘴孔的截面积可根据几何关系，等效为平行挡板的流出流量Q。它常用在气动塞规和卡规中测量轴和孔的尺寸。

10反射式：输出压力比较低，但测量间隙较大，一般可达3~4mm。

11负压式：靠高速气流的抽吸作用，把喷嘴d2内的空气带出，测量气室形成负压区（与大气压相比）。

125、喷射式：压缩空气Pg不经测量气室而直接从进气嘴射出，并经测量喷嘴与工件之间的间隙流入大气。由于高速靠高速气流的抽吸作用，使测量气室的气压Pc随测量间隙Z而变化。Pc可以为正值、负值和零。13气动测头应用：气动赛规应用：测量孔径；

结构：塞规体1、喷嘴孔、排气槽、管嘴2、管路、测量气室、导向头；

参数：喷嘴直径d（影响灵敏度和测量范围）；排气槽和下沉量δ（影响仪器稳定性）。14气动卡规

应用：测量外径尺寸；

结构：卡规体、喷嘴孔、管路、排气槽、V字形定位面等。

1516第三节压力式气电传感器压力式气电传感器是在压力式气动测量的基础上，再加上气电转换元件，将气室压力转换为电信号输出。

类型：液柱式、膜片式、膜盒式和波纹管式等。

17一、膜片式气电传感器1、工作原理过滤稳压器1过滤的恒压气体进入两路系统：下喷嘴11、下气室和测量喷嘴9，工件10组成的气动测量系统；上喷嘴2、上气室、锥杆3与出气环7之间的的环形出气间隙组成平衡气路系统。

18膜片式气电传感器工作原理1-过滤稳压器，2（11）-进气喷嘴，3-锥杆，4-弹簧，5-指示表，6-电触点副，7-出气环，8-金属膜片，9-测量喷嘴，10-工件19测量间隙z改变时，引起下气室压力的变化，于是金属膜片8失去原来的平衡状态，使膜片位移带动锥杆3移动，使环形气隙7变化，直到上下气室的压力重新平衡为止。测量间隙z的微小变化可以引起锥杆3较大位移，并传到指示表5，由指示表指示出工件尺寸的变化值。20特点：高压可吹净工件表面，适于加工过程的自动测量。二、波纹管式气电传感器的工作原理背压式经过净化和稳压后的工作压力为Pg的压缩空气由管路1送来，进气喷嘴2和测量喷嘴6组成背压式测量系统。21被测工件尺寸改变引起测量间隙z变化，测量压力Pc随之变化，因而使波纹管伸缩变形并带动磁芯5在电感线圈4中移动。这样就把被测尺寸的微小变化转换成电感线圈中的电感量的变化。最后经电路处理并指示出被测尺寸的变化值和发出控制信号。22差压式工作压力为pg的压缩空气进来后分为两路，一路经进气喷嘴1进入