【教学课件】第一章感测器与致动器.ppt

1,第一章 感測器與致動器,Sensors&Actuators,2,內容大綱,緒論感測器 位置感測器、溫度感測器、力量感測器、光度感測器致動器 步進馬達、DC馬達、線性馬達、壓電致動器、電磁閥,3,緒論,感測器(sensors)乃是泛指能將物理量轉換成電子訊號之電子式能量轉換器(transducer)，而能量轉換器則是指能進行能量轉換之元件。致動器(actuator)亦屬於電子式能量轉換器之一，其功能乃是將電能轉換成物理量。,4,緒論(續),常用感測器與致動器之對照表,5,內容大綱(我們在哪裡?),緒論感測器 位置感測器、溫度感測器、力量感測器、光度感測器致動器 步進馬達、DC馬達、線性馬達、壓電致動器、電磁閥,6,感測器,位置感測器 電位計,直線式電位計,7,感測器(續),位置感測器 電位計,轉動式電位計,8,感測器(續),位置感測器 編碼器,直線式編碼器,9,位置感測器 編碼器,轉動式編碼器,感測器(續),10,溫度感測器 熱敏電阻,橋式溫度感測電路,感測器(續),11,溫度感測器 半導體溫度感測器,電流型之積體電路溫度感測電路,感測器(續),12,力量感測器 典型之力量量測通常以4個應變規(strain gage)貼於如圖所示之待測物件上。,力量感測器,感測器(續),13,力量感測器,力量感測器等效電路,感測器(續),14,光度感測器 最常用之光度感測元件為光電晶體，輸出電流IC與入射光之能量成正比，而入射光之能量又可以LED之光電流IP來表示，量測IC即可求出光之照度。,感測器(續),光電晶體等效電路,15,內容大綱(我們在哪裡?),緒論感測器 位置感測器、溫度感測器、力量感測器、光度感測器致動器 步進馬達、DC馬達、線性馬達、壓電致動器、電磁閥,16,步進馬達 步進馬達一般用來驅動低負載物體進行微細運動，其作 動原理是藉由不同定子之激能將轉子步進至特定位置。,致動器,17,步進馬達 當CC激能時，轉子順時針轉15，若DD接著激能，則轉子再順時針轉15。,致動器(續),四相單極步進馬達,18,步進馬達,致動器(續),全步控制順序表(15/步),半步控制順序表(7.5/步),19,DC馬達 直流馬達之基本原理乃是當轉子之繞線通入電流時與定 子之磁場產生交互作用(法拉第定律)，而使轉子轉動。定子之磁場由場電流(field current)控制，而通過轉子之電流稱電樞電流(armature current)。,致動器(續),直流馬達基本原理,20,DC馬達,致動器(續),直流馬達電路示意圖,磁場控制,電樞控制,21,線性馬達 所謂線性馬達乃是將迴轉式馬達之轉子、定子及空隙作直線的展開，將電能直接變換成直線性動能之一種裝置。,致動器(續),直流馬達電路示意圖,可動子速度與輸入定子電壓之關係,22,壓電致動器 壓電材料加電壓後會產生形變，而當受外力後亦會因形變而產生電壓因此可做為感測器與致動器。,致動器(續),當加壓電於A元件，則A元件因伸展而頂住，若接著加電壓於B元件，則B往左伸展，同理，電壓亦會使C元件頂住，若依序將加於A、B元件電壓解除，則A將往作移動。,23,電磁閥 電磁閥之原理乃是藉線圈通電時產生之磁場來驅動plunger運動，當電源停止時，彈簧之彈力將plunger拉回原點。,致動器(續),