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我先要感谢我的父母,感谢他们把我带到这个世界上来,还要感谢在这个世界上碰到的人们,尤其是你们,我的朋友们。我想说既然我们来到这个世界上,就不能太客气了,人在哪里我们就混到哪里~!
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历史上的今天
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blogTitle:'发动机上常见的几种传感器的检测方法',
blogAbstract:'进气歧管压力传感器，是D型（速度密度型）燃油喷射系统中非常重要的传感器，其作用是将进气歧管内的压力变化转换成电压信号。控制电脑（ECU）依据该信号和发动机转速（由装在分电器内的发动机转速传感器提供的信号）来确定进入汽缸内的空气量。1、安装部位与接线端子　　由于歧管压力传感器内部有放大电路，故需要电源线、地线和信号输出线共三根导线，它们相应地在接线端子上有三个接线端，分别为电源端子（Vcc）、接地端子（E）和信号输出端子（PIM），三个端子通过导线连接器及导线与控制电脑ECU相连。　　为了减少进气歧管压力传感器内部电子元器件的振动，它通常安装在车辆振动相对较小的位置上，并处于进气总管的上方，以防来自进气歧管的窜气侵入压力',
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《传感器与检测技术》题库
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内容提示：《传感器与检测技术》题库,传感器与检测技术,传感器检测技术,霍尔传感器 检测,气体检测传感器,爆震传感器的检测,未检测到指纹传感器,进气压力传感器检测,氧传感器检测,压力传感器检测,氧传感器的检测
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汽油发动机电子控制系统(EFI)|汽​油​发​动​机​电​子​控​制​系​统​(​E​F​I​)
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电涡流传感器能静态和动态地非接触高线性度高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离它是一种非接触的线性化电涡流传感器能准确测量被测体必须是金属导体与探头端面之间静态和动态的相对变化
在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析振动研究分析测量中对非接触的高精度振动位移信号能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数如轴的径向振动振幅以及轴向位置从转子动力学轴承学的理论上分析大型旋转机械的运动状态主要取决于其核心转轴而电涡流传感器能直接非接触测量转轴的状态对诸如转子的不平衡不对中轴承磨损轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定可提供关键的信息电涡流传感器以其长期工作可靠性好测量范围宽灵敏度高分辨率高响应速度快抗干扰力强不受油污等介质的影响结构简单等优点在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用根据电磁感应原理块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时与金属是否块状无关且切割不变化的磁场时无涡流导体内将产生呈涡旋状的感应电流此电流叫电涡流以上现象称为而根据电涡流效应制成的传感器称为
前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈在探头头部的线圈中产生交变的磁场当被测金属体靠近这一磁场则在此金属表面产生感应电流与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场由于其反作用使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变线圈的有效阻抗这一变化与金属体磁导率电导率线圈的几何形状几何尺寸电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б磁导率ξ尺寸因子τ头部体线圈与金属导体表面的距离D电流强度I和频率ω参数来描述则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数虽然它整个函数是一非线性的其函数特征为S型曲线但可以选取它近似为线性的一段于此通过前置器电子线路的处理将线圈阻抗Z的变化即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移振动等参数的测量当被测金属与探头之间的距离发生变化时探头中线圈的Q值也发生变化Q值的变化引起振荡电压幅度的变化而这个随距离变化的振荡电压经过检波滤波线性补偿放大归一处理转化成电压电流变化最终完成机械位移(间隙)转换成电压电流由上所述电涡流传感器工作系统中被测体可看作传感器系统的一半即一个的性能与被测体有关电涡流传感器工作原理如图所示
按照电涡流在导体内的贯穿情况此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类但从基本工作原理上来说仍是相似的电涡流式传感器最大的特点是能对位移厚度表面温度速度 应力材料损伤等进行非接触式连续测量另外还具有体积小灵敏度高频率响应宽等特点应用极其广泛电涡流传感器的原理是通过电涡流效应的原理准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置其特点是长期工作可靠性好灵敏度高抗干扰能力强非接触测量响应速度快不受油水等介质的影响常被用于对大型旋转机械的轴位移轴振动轴转速等参数进行长期实时监测可以分析出设备的工作状况和故障原因有效地对设备进行保护及预维修电涡流传感器系统以其独特的优点广泛应用于电力石油化工冶金等行业对汽轮机水轮机发电机鼓风机压缩机齿轮箱等大型旋转机械的轴的径向振动轴向位移鉴相器轴转速胀差偏心油膜厚度等进行在线测量和安全保护以及转子动力学研究和零件尺寸检验等方面图1-1列举了上海航振仪器仪表有限公司的电涡流传感器的一些典型应用示意前置器根据探头线圈阻抗的变化输出一个与距离成正比的直流电压[1]电涡流位移传感器
系列一体化电涡流位移传感器系列号
前置器安装方式
分体 (探头+前置器)
0-25mm(可扩量程)
-50℃～ +175°C
底板安装和导轨安装
分体 (探头+前置器)
0-25mm(可扩量程)
-50℃～ +175°C
一体化 (前置器电路集成在探头壳体内)
0-25mm(可扩量程)
-25℃～+85℃
特殊定制系列
分体一体化均可
根据产品结构适用工作温度不同
1线性量程线性范围线性中点非线性误差最小被测面
非线性误差
最小被测面(mm)
0.25～1.25
0.50～2.50
※ 非线性误差指实际输出值与理论值(按标准特性方程计算)最大误值
2平均灵敏度线性范围内输出变化除线性范围
探头直径 输出
平均灵敏度误差≤±5%
3.动态特性
频响0～10kHz
幅频特性:0～1kHz衰减小于1%10kHz衰减小于5%
相频特性:0～1kHz相位差小于－10°10kHz相位差小于－100°
4互换性误差≤5%
探头工作温度-50～ +175°C 温漂≤0.05%/°C　　前置器工作温度-50～ +120°C 温漂≤0.05%/°C
6工作介质空气油水
7探头最大工作压力12Mpa
A探头直径选择
B螺纹规格选择
D 无螺纹长选择
以10mm为单位
最小无螺纹长0mm 0 0
最大无螺纹长250mm 2 5
递增量10mm 0 1
探头的无螺纹部分是为了方便安装采用螺孔安装时,适当长度的无螺纹部分可以减少需要旋入螺孔的长度
E 壳体长度选择
以10mm为单位
最小壳体长度20mm 0 2
最大壳体长度250mm 2 5
递增量10mm 0 1
探头壳体长度取决于安装位置与被测面的距离
F 电缆长度选择
电缆长度选择应考虑被测面与前置器安装位置之间的距离采用螺孔安装时建议选择05(0.5m)10(1.0m)易于保证旋动探头时探头电缆与探头能一起转动不易扭断电缆而且需选用延伸电缆延伸电缆长度与探头总长之和为5m或9m在机器内部安装探头选择探头总长应保证电缆接头能处于机器外部以防机器内部的机油污染接头K表示电缆带铠装无K表示电缆不带铠装
如果探头电缆无管道保护建议选择铠装探头以使探头电缆不易被损坏例1HZ-891XLT08-M10×1-B-01-05-50分体式含前置器电缆探头
表示HZ-891XL系列电涡流传感器探头直径φ8壳体螺纹M10×1标准安装方式无螺纹长10mm壳体长度50mm电缆长度5m不带铠装
例2HZ-891YT08HP-M10×1-B-01-05-50一体化式内置前置器功能
表示HZ-891XL系列一体化电涡流传感器探头直径φ8壳体螺纹M10×1标准安装方式无螺纹长10mm壳体长度50mm电缆长度5m不带铠电涡流传感器系统广泛应用于电力石油化工冶金等行业和一些科研单位对汽轮机水轮机鼓风机压缩机空分机齿轮箱大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动轴向位移键相器轴转速胀差偏心以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护
斜坡式胀差测量
补偿式胀差测量
轴位移测量
轴心轨迹测量
转子动平径向运动分析
转速和相位差测试
表面不平整度测量
非导电材料厚度测量
金属元件合格检测
换向片测量测量径向振动可以由它分析轴承的工作状态还可以看到分析转子的不平衡不对中等机械故障电涡流传感器系统可以提供对于下列关键或是基础所需要的信息
●工业透平蒸汽/燃气 ●压缩机径向/轴向
●膨胀机 ●动力发电透平蒸汽/燃气/水利
●发动马达 ●发动机
●励磁机 ●齿轮箱
●泵 ●风箱
●鼓风机 ●往复式机械
1相对振动测量小型机械
振动测量同样可以用于对一般性的小型机械进行连续监测电涡流传感器系统可为如下各种机械故障的早期判别提供重要信息
●轴的同步振动 ●油膜失稳
●转子摩擦 ●部件松动
●轴承套筒松动 ●压缩机踹振
●滚动部件轴承失效 ●径向预载内部/外部包括不对中
●轴承巴氏合金磨损 ●轴承间隙过大径向/轴向
●平衡阻气活塞 ●联轴器锁死磨损/失效
●轴裂纹 ●轴弯曲
●齿轮咬合问题 ●电动马达空气间隙不匀
●叶轮通过现象 ●透平叶片通道共振
偏心是在低转速的情况下电涡流传感器系统可对轴弯曲的程度进行测量这些弯曲可由下列情况引起
●原有的机械弯曲 ●临时导致的弯曲
●重力弯曲 ●外力造成的弯曲
偏心的测量对于评价旋转机械全面的机械状态是非常重要的特别是对于装有透平监测仪表系统TSI的汽轮机在启动或停机过程中偏心测量已成为不可少的测量项目它使你能看到由于受热或重力所引起的轴弯曲的幅度转子的偏心位置也叫轴的径向位置它经常用来指示轴承的磨损以及加载荷的大小如由不对中导致的那种情况它同时也用来决定轴的方位角方位角可以说明转子是否稳定
对于汽轮发电机组来说在其启动和停机时由于金属材料的不同热膨胀系数的不同以及散热的不同轴的热膨胀可能超过壳体膨胀有可能导致透平机的旋转部件和静止部件如机壳喷嘴台座等的相互接触导致机器的破坏因此胀差的测量是非常重要的对于所有旋转机械而言都需要监测旋转机械轴的转速转速是衡量机器正常运转的一个重要指标旋转测量通常有以下几种传感器可选电涡流转速传感器无源磁电转速传感器有源磁电转速传感器等具有需要选择那类传感器则要根据转速测量的要求转速等转速发生装置有以下几种用标准的渐开的线齿数M1～M5作转速发生信号在转轴上开一键槽在转轴在转轴上开孔眼在轴转上凸键等转速发生信号装置
无源磁电式传感器是针对测齿轮而设计的发电型传感器无源不适合测零转速和较低转速因低频时幅值信号小抗干扰能力差它不需要供电
有源磁电式传感器采用了电源供电输出波形为矩形波具有负载适合测量 0.03HZ以上转速信号
而电涡流传感器测量转速的优越性是其它任何传感器测量没法比的它既能响应零转速也能响应高转速对于被测体转轴的转速发生装置要求也很低被测体齿轮数可以很小被测体也可以是一个很小的孔眼一个凸键一个小的凹键电涡流传感器测转速通常选用φ3mmφ4mmφ5mmφ8mmφ10mm的探头转速测量频响为0～10KHZ电涡流传感器测转速传感器输出的信号幅值较高在低速和高速整个范围内抗干扰能力强作转速测量的电涡流传感器有一体化和分体两种一体化电涡流转速传感器取消前置器放大器安装方便适用于工作温度在–20℃～100℃的环境下,带前置器放大器的电涡流传感器适合在–50℃～250℃的工作环境中对使用滚动轴承的机器预测性维修很重要探头安装在轴承外壳中以便观察轴承外环由于滚动元件在轴承旋转时滚动元件与轴承有缺陷的地方相碰撞时外环会产生微小变形监测系统可以监测到这种变形信号当信号变形时意味着发生了故障如滚动元件的裂纹缺陷或者轴承环的缺陷等还可以测量轴承内环运行状态经过运算可以测量轴承打滑度
电涡流传感器及其监测系统在汽轮机上的典型应用分为高频反射式电涡流传感器和低频透射式电涡流传感器
激励频率的选择原则为待测导体的厚度大应选择较低的激励频率以保证线性度反之则使用较高激励频率以提高灵敏度轴的径向振动测量
当需要测量轴的径向振动时要求轴的直径大于探头直径的三倍以上每个测点应同时安装两个传感器探头两个探头应分别安装在轴承两边的同一平面上相隔90o±5o由于轴承盖一般是水平分割的因此通常将两个探头分别安装在垂直中心线每一侧45o从原动机端看分别定义为X探头水平方向和Y探头垂直方向X方向在垂直中心线的右侧Y方向在垂直中心线的左侧
轴的径向振动测量时探头的安装位置应该尽量靠近轴承如图所示否则由于轴的挠度得到的值会有偏差
轴的径向振动探头安装位置与轴承的最大距离轴的径向振动测量时探头的安装
测量轴承直径 最大距离
0~76mm 25mm
76~510mm 76mm
大于520mm 160mm
探头中心线应与轴心线正交探头监测的表面正对探头中心线的两边1.5倍探头直径宽度的轴的整个圆周面如图应无裂痕或其它任何不连续的表面现象如键槽油孔等且在这个范围内不能有喷镀金属或电镀其表面的粗糟度应在0.4 um至0.8um之间
轴的轴向位移测量
测量轴的轴向位移时测量面应该与轴是一个整体这个测量面是以探头的中心线为中心宽度为1.5倍的探头圆环探头安装距离距止推法兰盘不应超过305mm否则测量结果不仅包含轴向位移的变化而且包含胀差在内的变化这样测量的不是轴的真实位移值
键相测量就是通过在被测轴上设置一个凹槽或凸键称键相标记当这个凹槽或凸键转到探头位置时相当于探头与被测面间距突变传感器会产生一个脉冲信号轴每转一圈就会产生一个脉冲信号产生的时刻表明了轴在每转周期中的位置因此通过对脉冲计数可以测量轴的转速通过将脉冲与轴的振动信号比较可以确定振动的相位角用于轴的动平衡分析以及设备的故障分析与诊断等方面
凹槽或凸键要足够大以使产生的脉冲信号峰峰值不小于5V一般若采用φ5φ8探头则这一凹槽或凸键宽度应大于7.6mm深度或高度应大于1.5mm推荐采用2.5mm以上长度应大于0.2mm凹槽或凸键应平行于轴中心线其长度尽量长以防当轴产生轴向窜动时探头还能对着凹槽或凸键为了避免由于轴相位移引起的探头与被测面之间的间隙变化过大应将键相探头安装在轴的径向而不是轴向的位置应尽可能地将键相探头安装在机组的驱动部分上这样即使机组的驱动部分与载荷脱离传感器仍会有键相信号输出当机组具有不同的转速时通常需要有多套键相传感器探头对其进行监测从而可以为机组的各部分提供有效的键相信号
键相标记可以是凹槽也可以是凸键如图所示标准要求用凹槽的形式当标记是凹槽时安装探头要对着轴的完整部分调整初始安装间隙安装在传感器的线性中点为宜而不是对着凹槽来调整初始安装间隙而当标记是凸键时探头一定要对着凸起的顶部表面调整初始安装间隙安装在传感器的线性中点为宜不是对着轴的其它完整表面进行调整否则当轴转动时可能会造成凸键与探头碰撞剪断探头被测体材料对传感器的影响
传感器特性与被测体的电导率б磁导率ξ有关当被测体为导磁材料如普通钢结构钢等时由于涡流效应和磁效应同时存在磁效应反作用于涡流效应使得涡流效应减弱即传感器的灵敏度降低而当被测体为弱导磁材料如铜铝合金钢等时由于磁效应弱相对来说涡流效应要强因此传感器感应灵敏度要高
被测体表面平整度对传感器的影响
不规则的被测体表面会给实际的测量带来附加误差因此对被测体表面应该平整光滑不应存在凸起洞眼刻痕凹槽等缺陷一般要求对于振动测量的被测表面粗糙度要求在0.4um～0.8um之间对于位移测量被测表面粗糙度要求在0.4um～1.6um之间
被测体表面磁效应对传感器的影响
电涡流效应主要集中在被测体表面如果由于加工过程中形成残磁效应以及淬火不均匀硬度不均匀金相组织不均匀结晶结构不均匀等都会影响传感器特性在进行振动测量时如果被测体表面残磁效应过大会出现测量波形发生畸变
被测体表面镀层对传感器的影响
被测体表面的镀层对传感器的影响相当于改变了被测体材料视其镀层的材质厚薄传感器的灵敏度会略有变化
被测体表面尺寸对传感器的影响
由于探头线圈产生的磁场范围是一定的而被测体表面形成的涡流场也是一定的这样就对被测体表面大小有一定要求通常当被测体表面为平面时以正对探头中心线的点为中心被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上否则传感器的灵敏度会下降被测体表面越小灵敏度下降越多实验测试当被测体表面大小与探头头部直径相同其灵敏度会下降到72%左右被测体的厚度也会影响测量结果被测体中电涡流场作用的深度由频率材料导电率导磁率决定因此如果被测体太薄将会造成电涡流作用不够使传感器灵敏度下降一般要求厚度大于0.1mm以上的钢等导磁材料及厚度大于0.05mm以上的铜铝等弱导磁材料则灵敏度不会受其厚度的影响对被测体的要求
为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器就必须考虑是否会产生交叉干扰两个探头之间一定要保持规定的距离被测体表面积应为探头直径3倍以上当无法满足3倍的要求时可以适当减小但这是以牺牲灵敏度为代价的一般是探头直径等于被测体表面积时灵敏度降低至70%所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积
对工作的温度的要求
一般进口涡流传感器最高温度不大于180℃而国产的只能达到120℃并且这些数据来源于生产厂家其中有很大的不可靠性据相关的各种资料分析实际上工作温度超过70℃时电涡流传感器的灵敏度会显著降低甚至会造成传感器的损坏在核电站工业涡轮发动机制造火箭发射汽车发动机检验冶金钢铁熔炉等领域必要耐高温的电涡流传感器耐受性必须很高据悉英国真尚有集团电涡流传感器设计工程师成功研发出了能够耐受上千摄氏度的此类传感器电涡流传感器的灵敏度受温度的影响在轴振测量中安装使用电涡流传感器应尽量远离汽封只有特制的耐高温传感器如高低温电涡流传感器才能用于安装汽封附近
对探头支架的要求
电涡流传感器安装在固定支架上因此支架的好坏直接决定测量的效果这就要求支架应有足够的刚度以提高自振频率避免或减小被测体振动时支架也同时受激自振资料表明支架的自振频率至少应为机械旋转速度的10倍支架应与被测表面切线方向平行传感器垂直安装在支架上虽然探头的中心线在垂直方向偏15°角时对系统特性没有影响但最好还是保证传感器与被测面垂直
对初始间隙的要求
各种型号电涡流传感器都在一定的间隙电压值下它的读数才有较好的线性度所以在安装传感器时必须调整好合适的初始间隙对每一套产品都会进行特性试验绘出相应的特性曲线工程技术人员在使用传感器的时候必须仔细研究配套的校验证书认真分析特性曲线以确定传感器是否满足所要测量的间隙一般传感器直径越大所测量间隙也越大
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汽车上的转速传感器有哪几类？
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现在的转速有两种：1是机械式的，就是有个线转动表走的；2是电子脉冲信号的考得是磁力开判断转了多少圈，转一圈就有一个磁力信号，简称脉冲信号
大致三类吧 一种是机械的直接装变速箱上 另一种是电磁感应的基本通过ABS传感器完成感应 还有就是用线直接的基本已经淘汰
磁感式、霍尔式、光电式
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