?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "//www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> :模拟量式电感传感器在螺纹孔径识别中的应用研究 - 工程应用 - 广东快乐十分走势图云南快乐十分走势广东快乐十分走势图云南快乐十分一定牛云南快乐十分单双
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: 模拟量式电感传感器在螺纹孔径识别中的应用研究

2014/11/13 18:31:44  来源?/span>计测网通讯?/a> 

广东快乐十分走势图 www.4sny7.cn   现代工业中螺丝作为最主要的紧固件之一, 需求量很大, 对于不同的孔? 螺钉与螺帽的匹配问题尤为关键, 精密设备中微小差异都可能带来传动、电动装置的系统问题, 因此钻削和攻丝技术的发展已被迅速地提上议事日程?/p>

  最早的螺纹孔检测是通过人工完成? 即操作者将螺栓或量计旋入孔内进行检测。然? 人工方法因劳动强度大, 成本高等问题逐渐被自动化检测法所代替。在此研究的一款即是利用先进传感器而实现的对金属螺孔的细微检测?/p>

  1 电感式传感器的基本概?/strong>

  1. 1 基本结构及灵敏度

  电感式传感器的激励元件由线圈和铁氧体磁心组成( 见图1) 。式( 1) 为电感式传感器的数学模型?/p>

  

  式中: L 为电感量; N 为线圈的匝数; L 为气隙导磁率;S 为气隙截面积; D为气隙厚度。 

  由式( 1) 可知, 线圈电感量L 与气隙厚度D成反?与气隙截面积S 成正比。假设起始位置的气隙为D0 , 对应的初始电感为L0 , 且S 固定不变, 当D有细微变化为$D? 引起自感量的变化量dL ? 忽略高次? ?/p>

  1. 2 工作原理

  电感式传感器是建立在电磁场理论基础上的, 是利用被测量磁路磁阻变化引起传感器线圈自感或互感系数的变? 从而导致线圈电感量变化来实现非电量测量?/p>

  当交流电流过线圈? 线圈产生交变磁场, 该磁场通过铁心并指向铁心一? 即传感器的激励端。当有金属物体或磁性物体接近传感器激励端时会造成磁场变形。使用计算机模拟可获得磁场状态图( 见图2) 。从? 可以看出, 导电材料( 如钢? 接近激励端时的磁场效应, 变化的磁场导致传感器线圈的阻抗发生变化。集成在传感器中的电路测出线圈阻抗的变化, 并转换为开关信号输? ? 示出其检测流程图。  

  2 系统框图设计

  根据电感式传感器的基本概? 结合本文研究的内容及要求, 设计了基于电感式传感器的自动检测系统框? 如图4 所示?/p>

  

  3 硬件电路设计

   当材料试件接触传感器? 超声波距离传感器测量装置将显示一个参考值。通过改变试件与电感传感器激励端间的距离, 测定其输出电流的大小, 用以确定该传感器的可检测范围区域。模拟量式电感传感器IA在确定阻尼板与传感器之间距离的情况下, 输出与传感器之间距离成比例的模拟信号?/p>

  通过带超声波传感器的信号调理电路与电流表显示, 确定系统输入信号与输出信号之间的关系。由此得出模拟量输出电感式传感器的线性检测区域。图5为检测接线图( 红色相连的为电源正极性等电位? 蓝色相连的为电源负极性等电位??/p>

  4 螺纹孔径识别应用

  电感式模拟量输出传感器的输出模拟量电流值取决于传感器与金属被测物体之间的距离。对金属板上不同直径安装螺孔的检测是很重要的应用案例 , 如图6 所示。 

 

  ? 中以? 个安装螺孔的铝板( 80 mm @80 mm) 用作被测工件, 将铝板安装在非旋转试件托架上, 并与支架导轨平行。高度补偿器在距离导? mm? 与导轨平行安装。电感器模拟量输出传感器安装在高度补偿器上。由于之前已确定模拟量式电感传感器的线性测定范? 所以此时的电流表不在接于超声波传感器之? 而接在电感式传感器上?/p>

  ? mm 圆孔对准传感器中? 同时将相邻的12 mm圆孔置于传感器的检测范围之? 此要求也同样适用于企业检测时传送带上金属材料之间的距离) 。依次将12 mm ?5 mm 的圆孔移动传感器激励端的中心位置处, 并确保相邻的圆孔不会被检测到。记录测量电流值如? 所示?/p>

  5 数据分析与处?/strong>

  所测数据经拟合, 如图7 所示?/p>

  由图7 可见, 对于该款电感式模拟量输出传感?? mm ?0 mm 范围之间, 电流? mA 变化?5 mA, 且距离与电流成线性关? 超出此范围之? 距离与电流成非线性关? 在此范围( 3~ 10 mm) ? 电感式模拟量输出传感器不会产生迟滞。因? 电感式模拟量输出传感器适用于对指定材料的距离进行测量。  

  6 ??/strong>

  模拟量式电感传感器能够提供一个与物体位移成比例的电流或电压信? 通过不同的测量电流或电压测量? 可以估算出圆孔直径的大小。实际测量中, 侧向精度与圆孔的直径大小及材料有? 如果圆孔的直径越? 模拟量式电感传感器输出的衰减越大, 检测螺纹孔径的微小差距就相对比较精确。当? 对于圆孔材料,铝材料的换算系数?. 42, 而高级钢换算系数?. 72,铝材料的换算系数相对较小, 因此使用高换算系数的材料会提高本款测试系统的灵敏? 以便完成可靠的检测和控制任务?/p>

 


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