國家(jia)標準GB7665-87對傳感(gan)器下的定(ding)(ding)義是:“能感(gan)受規定(ding)(ding)的被測量并按照一(yi)定(ding)(ding)的規律(數學函數法則)轉換成可用(yong)信(xin)號的器件(jian)(jian)或裝置,通常由敏感(gan)元件(jian)(jian)和轉換元件(jian)(jian)組成”。
中國物聯網校企(qi)聯盟認(ren)為(wei),傳感器(qi)的存在和發展,讓物體(ti)有了觸(chu)覺(jue)、味覺(jue)和嗅覺(jue)等感官(guan),讓物體(ti)慢慢變得活(huo)了起來。”
“傳感器(qi)”在新(xin)韋(wei)式大詞(ci)典中(zhong)定(ding)義(yi)為:“從一(yi)個(ge)系(xi)統接受(shou)功率,通(tong)常以另一(yi)種形式將功率送到第(di)二個(ge)系(xi)統中(zhong)的器(qi)件”。
人們為了從外界獲取信息,必須借助于感覺器官。而單靠人們(men)(men)自(zi)身(shen)的感覺(jue)器官,在研究自(zi)然(ran)現象和規律以(yi)及(ji)生產活動中它(ta)們(men)(men)的功能(neng)就(jiu)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠了(le)。為(wei)(wei)適(shi)應(ying)這種情況,就(jiu)需要傳感器。因此可以(yi)說,傳感器是(shi)人類五(wu)官的延長,又稱(cheng)之(zhi)為(wei)(wei)電五(wu)官。
新技術革命的到(dao)來,世界開始進入信(xin)息(xi)時代。在利用(yong)信(xin)息(xi)的過程中(zhong),首先要(yao)解決的就是要(yao)獲取準確可靠的信(xin)息(xi),而傳感器是獲取自然和生(sheng)產(chan)領域中(zhong)信(xin)息(xi)的主要(yao)途(tu)徑與手段。
在現代(dai)工業生(sheng)產(chan)(chan)尤其(qi)是自動化生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中,要用各種傳感(gan)器來監視和控制(zhi)生(sheng)產(chan)(chan)過(guo)程中的(de)各個參數,使(shi)設備(bei)工作在正(zheng)常(chang)狀態(tai)(tai)或最佳狀態(tai)(tai),并(bing)使(shi)產(chan)(chan)品達到(dao)最好的(de)質(zhi)量。因此可以說(shuo),沒有眾多的(de)優良的(de)傳感(gan)器,現代(dai)化生(sheng)產(chan)(chan)也就失去(qu)了基(ji)礎。
在(zai)基(ji)(ji)礎學(xue)科(ke)研(yan)究中,傳(chuan)感(gan)器更(geng)具有(you)突出的(de)(de)地位(wei)。現代科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)(de)發展,進(jin)入了許(xu)多新領域:例如(ru)在(zai)宏觀(guan)上(shang)要(yao)(yao)觀(guan)察上(shang)千光年的(de)(de)茫茫宇宙(zhou),微觀(guan)上(shang)要(yao)(yao)觀(guan)察小(xiao)到fm的(de)(de)粒子世界,縱向上(shang)要(yao)(yao)觀(guan)察長達數十萬(wan)年的(de)(de)天體演化,短到s的(de)(de)瞬間(jian)反應。此外,還出現了對(dui)深化物質認識、開拓(tuo)新能源、新材(cai)料等(deng)具有(you)重要(yao)(yao)作用的(de)(de)各種(zhong)極端技(ji)術(shu)研(yan)究,如(ru)超(chao)(chao)高溫、超(chao)(chao)低(di)溫、超(chao)(chao)高壓、超(chao)(chao)高真空、超(chao)(chao)強磁(ci)場(chang)、超(chao)(chao)弱磁(ci)場(chang)等(deng)等(deng)。顯然,要(yao)(yao)獲取(qu)大量人類感(gan)官(guan)無法(fa)直接(jie)獲取(qu)的(de)(de)信息,沒有(you)相適應的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器是不(bu)可能的(de)(de)。許(xu)多基(ji)(ji)礎科(ke)學(xue)研(yan)究的(de)(de)障礙,首先就(jiu)在(zai)于對(dui)象信息的(de)(de)獲取(qu)存在(zai)困難,而一些(xie)新機理(li)和高靈(ling)敏(min)度的(de)(de)檢(jian)測傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)出現,往(wang)往(wang)會導致該領域內的(de)(de)突破。一些(xie)傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)發展,往(wang)往(wang)是一些(xie)邊緣學(xue)科(ke)開發的(de)(de)先驅。
傳感(gan)器早已(yi)滲透到(dao)(dao)諸如工(gong)(gong)業生產(chan)、宇宙開發、海洋探測、環境保護(hu)、資源調查(cha)、醫學診斷、生物(wu)工(gong)(gong)程(cheng)、甚至文(wen)物(wu)保護(hu)等等極其之泛的(de)領域。可以(yi)毫不(bu)夸(kua)張地(di)說,從茫茫的(de)太空,到(dao)(dao)浩瀚的(de)海洋,以(yi)至各種復雜(za)的(de)工(gong)(gong)程(cheng)系統,幾(ji)乎(hu)每(mei)一(yi)個現代(dai)化項目,都(dou)離不(bu)開各種各樣的(de)傳感(gan)器。
由(you)此可(ke)見,傳感器(qi)(qi)技(ji)術在發(fa)展經(jing)濟(ji)、推動社會進步方面(mian)的(de)(de)重(zhong)要作(zuo)用(yong),是十(shi)分明顯的(de)(de)。世界(jie)各國都(dou)十(shi)分重(zhong)視這一領(ling)域的(de)(de)發(fa)展。相信不久的(de)(de)將來(lai),傳感器(qi)(qi)技(ji)術將會出現一個飛躍(yue),達到與其重(zhong)要地(di)位相稱的(de)(de)新水平。
傳感(gan)(gan)器的特點包(bao)括:微(wei)型化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)、多(duo)功能(neng)化(hua)(hua)、系統化(hua)(hua)、網絡化(hua)(hua),它不僅促(cu)進(jin)了傳統產業的改(gai)造和更新(xin)換代,而(er)且還可(ke)能(neng)建立新(xin)型工業,從(cong)而(er)成(cheng)為21世紀新(xin)的經濟增長點。微(wei)型化(hua)(hua)是建立在微(wei)電子機械系統(MEMS)技術(shu)基礎上的,已(yi)成(cheng)功應用在硅器件上做(zuo)成(cheng)硅壓(ya)力傳感(gan)(gan)器。
傳感器一(yi)般由敏感元件、轉換(huan)元件、變換(huan)電路和輔助電源四部分組成,如圖1所(suo)示。
敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)直接(jie)感(gan)受被測量,并輸出與(yu)被測量有確(que)定關系的物理量信號;轉(zhuan)換(huan)(huan)元(yuan)件(jian)將敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)輸出的物理量信號轉(zhuan)換(huan)(huan)為電(dian)信號;變(bian)換(huan)(huan)電(dian)路負責對(dui)轉(zhuan)換(huan)(huan)元(yuan)件(jian)輸出的電(dian)信號進(jin)行放大調制;轉(zhuan)換(huan)(huan)元(yuan)件(jian)和變(bian)換(huan)(huan)電(dian)路一般還需要輔助(zhu)電(dian)源供(gong)電(dian)。
常將傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)功能(neng)與人類5大(da)感(gan)(gan)覺器(qi)官(guan)相比擬:
光敏傳感(gan)器——視(shi)覺
聲敏傳感(gan)器(qi)——聽覺
氣敏傳感器——嗅覺
化學傳感器——味覺
壓敏、溫敏、流(liu)體傳感器——觸覺
敏(min)感元件的分(fen)類:
物理(li)類,基于(yu)力(li)、熱、光、電、磁和(he)聲等物理(li)效應。
化學類,基(ji)于化學反應的原(yuan)理。
生物類,基于酶、抗體、和(he)激素等分子識別功(gong)能。
通(tong)常據其基本感知功能可(ke)分為熱敏元(yuan)(yuan)件(jian)、光敏元(yuan)(yuan)件(jian)、氣敏元(yuan)(yuan)件(jian)、力敏元(yuan)(yuan)件(jian)、磁敏元(yuan)(yuan)件(jian)、濕敏元(yuan)(yuan)件(jian)、聲敏元(yuan)(yuan)件(jian)、放射線敏感元(yuan)(yuan)件(jian)、色敏元(yuan)(yuan)件(jian)和味敏元(yuan)(yuan)件(jian)等十大類(lei)(lei)(還(huan)有人曾將敏感元(yuan)(yuan)件(jian)分46類(lei)(lei))。
電(dian)(dian)阻式(shi)(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器是將(jiang)被測量,如(ru)位(wei)移(yi)、形變、力、加速度(du)(du)、濕度(du)(du)、溫度(du)(du)等(deng)這(zhe)些物理量轉(zhuan)換(huan)式(shi)(shi)成電(dian)(dian)阻值這(zhe)樣的一種器件。主要有電(dian)(dian)阻應變式(shi)(shi)、壓阻式(shi)(shi)、熱電(dian)(dian)阻、熱敏、氣敏、濕敏等(deng)電(dian)(dian)阻式(shi)(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器件。
變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣,再將采樣值(zhi)通過電(dian)(dian)(dian)纜、光纖等傳(chuan)輸系統與數(shu)字量輸入二(er)次儀(yi)表相連,數(shu)字量輸入二(er)次儀(yi)表對電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)、電(dian)(dian)(dian)流(liu)的采樣(yang)值(zhi)進行運算,可以獲取電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)有(you)效(xiao)值(zhi)、電(dian)(dian)(dian)流(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)、基波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)、基波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、諧(xie)(xie)波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)、諧(xie)(xie)波(bo)電(dian)(dian)(dian)流(liu)、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率、基波(bo)功(gong)(gong)率、諧(xie)(xie)波(bo)功(gong)(gong)率等參(can)數(shu)。
稱(cheng)重傳感器是(shi)一種能夠將(jiang)重力轉(zhuan)變為電信(xin)號的(de)力→電轉(zhuan)換裝置,是(shi)電子衡(heng)器的(de)一個關鍵部件。
能夠(gou)實現(xian)力→電(dian)(dian)轉換的(de)傳感(gan)器(qi)(qi)有(you)多種,常見的(de)有(you)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)應(ying)變式(shi)(shi)(shi)、電(dian)(dian)磁力式(shi)(shi)(shi)和(he)電(dian)(dian)容(rong)(rong)式(shi)(shi)(shi)等。電(dian)(dian)磁力式(shi)(shi)(shi)主要用(yong)(yong)于電(dian)(dian)子(zi)天平,電(dian)(dian)容(rong)(rong)式(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)于部分電(dian)(dian)子(zi)吊秤,而絕大多數衡器(qi)(qi)產品所用(yong)(yong)的(de)還是(shi)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)應(ying)變式(shi)(shi)(shi)稱重(zhong)傳感(gan)器(qi)(qi)。電(dian)(dian)阻(zu)(zu)應(ying)變式(shi)(shi)(shi)稱重(zhong)傳感(gan)器(qi)(qi)結構較簡單,準確度高,適(shi)用(yong)(yong)面廣,且能夠(gou)在(zai)(zai)相對比較差(cha)的(de)環境下使用(yong)(yong)。因此電(dian)(dian)阻(zu)(zu)應(ying)變式(shi)(shi)(shi)稱重(zhong)傳感(gan)器(qi)(qi)在(zai)(zai)衡器(qi)(qi)中得到了廣泛地運用(yong)(yong)。
傳(chuan)感器中的電阻應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)片具(ju)有金(jin)屬(shu)(shu)的應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)效(xiao)應(ying)(ying)(ying),即在(zai)外力作用下產(chan)生(sheng)機械形變(bian)(bian),從而使電阻值隨(sui)之發生(sheng)相應(ying)(ying)(ying)的變(bian)(bian)化。電阻應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)片主(zhu)要(yao)有金(jin)屬(shu)(shu)和半導體兩類,金(jin)屬(shu)(shu)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)片有金(jin)屬(shu)(shu)絲(si)式(shi)、箔(bo)(bo)式(shi)、薄膜式(shi)之分。半導體應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)片具(ju)有靈(ling)敏度高(gao)(通常是絲(si)式(shi)、箔(bo)(bo)式(shi)的幾十倍(bei))、橫向(xiang)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)小(xiao)等優點。
壓阻式傳感器(qi)是(shi)根據半導體材料的(de)(de)壓阻效應在半導體材料的(de)(de)基片上經擴散電(dian)阻而(er)制成(cheng)的(de)(de)器(qi)件。其基片可直接(jie)(jie)作(zuo)為(wei)測量傳感元件,擴散電(dian)阻在基片內接(jie)(jie)成(cheng)電(dian)橋形(xing)式。當基片受到外力作(zuo)用而(er)產(chan)生形(xing)變時,各電(dian)阻值(zhi)將發生變化,電(dian)橋就會產(chan)生相應的(de)(de)不平衡輸出。
用作(zuo)壓(ya)(ya)阻(zu)式傳(chuan)感(gan)器的(de)基片(或稱膜片)材料主要為硅片和(he)鍺片,硅片為敏感(gan)材料而制成的(de)硅壓(ya)(ya)阻(zu)傳(chuan)感(gan)器越來越受到人們的(de)重(zhong)視(shi),尤其是以(yi)測(ce)量壓(ya)(ya)力和(he)速度(du)的(de)固態(tai)壓(ya)(ya)阻(zu)式傳(chuan)感(gan)器應(ying)用最為普遍(bian)。
熱電阻(zu)測溫(wen)(wen)是基于(yu)金屬導體的電阻(zu)值隨溫(wen)(wen)度(du)的增加而增加這一特(te)性(xing)來(lai)進行溫(wen)(wen)度(du)測量(liang)的。
熱(re)電(dian)(dian)阻大都由純金屬材料制成,應用最(zui)多的是(shi)鉑(bo)和(he)(he)銅,此外(wai),已(yi)開(kai)始采用鎳(nie)、錳和(he)(he)銠(lao)等材料制造熱(re)電(dian)(dian)阻。
熱電阻傳(chuan)感器主要是利用(yong)(yong)電阻值隨溫度(du)(du)變化而變化這一(yi)特(te)性來測量溫度(du)(du)及與(yu)溫度(du)(du)有關的(de)參數。在溫度(du)(du)檢測精度(du)(du)要求比(bi)(bi)較(jiao)高的(de)場合,這種傳(chuan)感器比(bi)(bi)較(jiao)適用(yong)(yong)。較(jiao)為(wei)廣泛的(de)熱電阻材料為(wei)鉑、銅(tong)、鎳(nie)等,它們具有電阻溫度(du)(du)系數大、線(xian)性好(hao)、性能穩定、使用(yong)(yong)溫度(du)(du)范圍寬、加工容易等特(te)點(dian)。用(yong)(yong)于測量-200℃~+500℃范圍內的(de)溫度(du)(du)。
熱電阻傳感器分類:
1、NTC熱電阻傳(chuan)感器:
該類傳感器為負(fu)溫度系數傳感器,即(ji)傳感器阻值隨溫度的升高(gao)而減(jian)小(xiao)。
2、PTC熱電阻傳(chuan)感器(qi):
該(gai)類傳(chuan)(chuan)感器為正溫度系數傳(chuan)(chuan)感器,即傳(chuan)(chuan)感器阻(zu)值隨溫度的升高(gao)而(er)增大。
利用激光技術進行測量的傳感器。它(ta)由激光(guang)器、激光(guang)檢測器和測量(liang)電(dian)路組成。激光(guang)傳感器是新(xin)型測量(liang)儀表,它(ta)的優點(dian)是能實現無(wu)接觸(chu)遠距離測量(liang),速度(du)快,精度(du)高(gao),量(liang)程大,抗光(guang)、電(dian)干擾能力強等。
激(ji)(ji)光(guang)傳感(gan)器工作時,先由激(ji)(ji)光(guang)發(fa)射(she)二(er)極(ji)管對準目標(biao)發(fa)射(she)激(ji)(ji)光(guang)脈(mo)沖。經目標(biao)反射(she)后(hou)(hou)激(ji)(ji)光(guang)向各(ge)方向散(san)射(she)。部分(fen)散(san)射(she)光(guang)返回到傳感(gan)器接收器,被光(guang)學(xue)系統接收后(hou)(hou)成像到雪崩(beng)光(guang)電二(er)極(ji)管上。雪崩(beng)光(guang)電二(er)極(ji)管是(shi)一種內(nei)部具有放大(da)功(gong)能(neng)的(de)光(guang)學(xue)傳感(gan)器,因此它能(neng)檢(jian)測極(ji)其微弱(ruo)的(de)光(guang)信(xin)號,并(bing)將(jiang)其轉化為相(xiang)應的(de)電信(xin)號。
利用激(ji)光(guang)的高方向性、高單色性和(he)高亮度(du)等特點可(ke)實現(xian)無接觸遠(yuan)距(ju)離測量。激(ji)光(guang)傳感器常用于長度(du)(ZLS-Px)、距(ju)離(LDM4x)、振動(ZLDS10X)、速(su)度(du)(LDM30x)、方位等物(wu)理量的測量,還可(ke)用于探傷和(he)大氣污染物(wu)的監(jian)測等。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,廣泛地(di)應用于工(gong)業自動(dong)化技(ji)術、檢測(ce)技(ji)術及(ji)信(xin)息(xi)處理等方面。霍(huo)(huo)爾(er)(er)(er)效(xiao)(xiao)應是研究(jiu)半導體(ti)材料性能(neng)的(de)基(ji)本方法。通過霍(huo)(huo)爾(er)(er)(er)效(xiao)(xiao)應實(shi)驗測(ce)定的(de)霍(huo)(huo)爾(er)(er)(er)系數(shu),能(neng)夠判斷半導體(ti)材料的(de)導電(dian)類型、載流子濃(nong)度及(ji)載流子遷(qian)移率(lv)等重要參數(shu)。
霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)分為線性型霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)和開關(guan)型霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)兩種。
1、線性(xing)型霍爾(er)傳感器由霍爾(er)元件、線性(xing)放大器和(he)射(she)極(ji)跟(gen)隨器組成,它(ta)輸出模(mo)擬量。
2、開關型霍爾(er)傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)穩壓(ya)器(qi)、霍爾(er)元件、差(cha)分放大器(qi),斯密(mi)特觸發(fa)器(qi)和輸(shu)出級組成,它輸(shu)出數字量。
霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)壓(ya)隨磁(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)(qiang)度的(de)變(bian)化而(er)變(bian)化,磁(ci)(ci)場(chang)(chang)越(yue)強(qiang)(qiang),電(dian)壓(ya)越(yue)高(gao),磁(ci)(ci)場(chang)(chang)越(yue)弱,電(dian)壓(ya)越(yue)低。霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)壓(ya)值很小,通常只(zhi)有(you)幾(ji)個(ge)(ge)毫伏(fu),但經集(ji)成電(dian)路(lu)(lu)(lu)中(zhong)的(de)放大器(qi)(qi)放大,就能(neng)使(shi)該(gai)電(dian)壓(ya)放大到(dao)足以輸(shu)出較(jiao)強(qiang)(qiang)的(de)信號。若(ruo)使(shi)霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)成電(dian)路(lu)(lu)(lu)起傳(chuan)(chuan)感(gan)作(zuo)(zuo)用(yong),需(xu)要(yao)用(yong)機(ji)械的(de)方(fang)(fang)法來改變(bian)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)(qiang)度。下(xia)圖(tu)所示的(de)方(fang)(fang)法是用(yong)一(yi)個(ge)(ge)轉(zhuan)(zhuan)動的(de)葉(xie)輪作(zuo)(zuo)為(wei)控制磁(ci)(ci)通量的(de)開(kai)關,當(dang)葉(xie)輪葉(xie)片(pian)處于磁(ci)(ci)鐵和霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)成電(dian)路(lu)(lu)(lu)之(zhi)間的(de)氣隙中(zhong)時(shi),磁(ci)(ci)場(chang)(chang)偏離集(ji)成片(pian),霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)壓(ya)消(xiao)失。這(zhe)樣(yang),霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)成電(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)輸(shu)出電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化,就能(neng)表示出葉(xie)輪驅動軸(zhou)的(de)某一(yi)位(wei)置,利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)工(gong)作(zuo)(zuo)原理,可將霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)成電(dian)路(lu)(lu)(lu)片(pian)用(yong)作(zuo)(zuo)用(yong)點(dian)(dian)火正(zheng)時(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。霍(huo)(huo)(huo)爾(er)效應傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)屬(shu)于被(bei)動型傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi),它(ta)(ta)要(yao)有(you)外加電(dian)源才(cai)能(neng)工(gong)作(zuo)(zuo),這(zhe)一(yi)特點(dian)(dian)使(shi)它(ta)(ta)能(neng)檢測(ce)轉(zhuan)(zhuan)速(su)低的(de)運轉(zhuan)(zhuan)情況(kuang)。
1、室溫管溫傳感器:室溫傳感器用于測量室內和室外的環境溫度,管溫(wen)(wen)(wen)傳感(gan)(gan)器(qi)用(yong)于(yu)測量蒸(zheng)發器(qi)和冷凝器(qi)的(de)(de)(de)管壁溫(wen)(wen)(wen)度。室溫(wen)(wen)(wen)傳感(gan)(gan)器(qi)和管溫(wen)(wen)(wen)傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)形狀不同(tong),但溫(wen)(wen)(wen)度特性基本一致。按溫(wen)(wen)(wen)度特性劃分,美(mei)的(de)(de)(de)使用(yong)的(de)(de)(de)室溫(wen)(wen)(wen)管溫(wen)(wen)(wen)傳感(gan)(gan)器(qi)有(you)二種類型:1.常數B值為4100K±3%,基準電(dian)(dian)阻(zu)為25℃對(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)10KΩ±3%。在0℃和55℃對(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)公差(cha)約(yue)為±7%;而0℃以下及55℃以上,對(dui)于(yu)不同(tong)的(de)(de)(de)供(gong)應(ying)商,電(dian)(dian)阻(zu)公差(cha)會有(you)一定(ding)的(de)(de)(de)差(cha)別。溫(wen)(wen)(wen)度越高,阻(zu)值越小;溫(wen)(wen)(wen)度越低,阻(zu)值越大。離25℃越遠,對(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻(zu)公差(cha)范圍越大。
2、排氣(qi)溫(wen)度(du)(du)傳(chuan)感器(qi):排氣(qi)溫(wen)度(du)(du)傳(chuan)感器(qi)用于測量壓縮機頂部的排氣(qi)溫(wen)度(du)(du),常數B值為(wei)3950K±3%,基準電阻為(wei)90℃對應電阻5KΩ±3%。
3、模塊(kuai)(kuai)溫(wen)度傳感器(qi):模塊(kuai)(kuai)溫(wen)度傳感器(qi)用(yong)于測量變(bian)頻模塊(kuai)(kuai)(IGBT或IPM)的溫(wen)度,用(yong)的感溫(wen)頭的型號是(shi)602F-3500F,基準電阻(zu)為25℃對應電阻(zu)6KΩ±1%。幾個典型溫(wen)度的對應阻(zu)值分別是(shi):-10℃→(25.897~28.623)KΩ;0℃→(16.3248~17.7164)KΩ;50℃→(2.3262~2.5153)KΩ;90℃→(0.6671~0.7565)KΩ。
溫(wen)度(du)傳(chuan)感器(qi)的(de)種類(lei)很多(duo),經常使用的(de)有(you)熱(re)電阻:PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱(re)電偶:B、E、J、K、S等。溫(wen)度(du)傳(chuan)感器(qi)不但種類(lei)繁多(duo),而且組合形式多(duo)樣,應(ying)根據不同(tong)的(de)場所選用合適的(de)產品。
測(ce)溫原理:根據電(dian)阻阻值(zhi)、熱電(dian)偶的(de)電(dian)勢隨溫度(du)不同(tong)發生有規(gui)律的(de)變化的(de)原理,我們可(ke)以(yi)得到所需要測(ce)量的(de)溫度(du)值(zhi)。
無(wu)線(xian)溫度傳感器將控(kong)制對(dui)象的(de)溫度參數(shu)變成(cheng)(cheng)電(dian)信(xin)號,并對(dui)接收終端發送(song)無(wu)線(xian)信(xin)號,對(dui)系統實行檢測(ce)、調節(jie)和(he)控(kong)制。可直接安裝在一般工業熱電(dian)阻(zu)、熱電(dian)偶(ou)的(de)接線(xian)盒內(nei),與現場傳感元件構(gou)成(cheng)(cheng)一體化(hua)結構(gou)。通常(chang)和(he)無(wu)線(xian)中繼、接收終端、通信(xin)串口、電(dian)子(zi)計算機等配(pei)套使用,這樣不(bu)僅節(jie)省了補償導線(xian)和(he)電(dian)纜,而且減(jian)少了信(xin)號傳遞失(shi)真(zhen)和(he)干擾,從(cong)而獲的(de)了高精度的(de)測(ce)量結果。
無線溫度傳(chuan)感器廣泛(fan)應用于化(hua)工、冶金、石(shi)油(you)、電力、水(shui)處(chu)理、制藥、食品等自(zi)動化(hua)行業。例如:高(gao)壓(ya)電纜上(shang)的(de)溫度采(cai)集(ji)(ji);水(shui)下等惡劣環境的(de)溫度采(cai)集(ji)(ji);運動物體上(shang)的(de)溫度采(cai)集(ji)(ji);不(bu)易連線通過的(de)空間(jian)傳(chuan)輸傳(chuan)感器數據(ju);單純(chun)為(wei)降低布線成本選用的(de)數據(ju)采(cai)集(ji)(ji)方案;沒(mei)有交流電源的(de)工作場(chang)合的(de)數據(ju)測量;便攜式非固定場(chang)所數據(ju)測量。
智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協調動作,結合長期以來(lai)測試技術的研究和(he)實際經(jing)驗而提(ti)出(chu)來(lai)的。是一個相(xiang)對獨(du)立的智能(neng)單元,它的出(chu)現對原(yuan)來(lai)硬(ying)件性(xing)能(neng)苛刻要求(qiu)有所減(jian)輕,而靠軟件幫助可以使傳(chuan)感(gan)器的性(xing)能(neng)大幅度提(ti)高。
1、信息存儲和傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)——隨著(zhu)全智能(neng)集散(san)控制系統(SmartDistributedSystem)的飛速發展,對智能(neng)單元要求(qiu)具備通信功(gong)能(neng),用通信網(wang)絡(luo)以數(shu)(shu)(shu)字形式進行雙向通信,這也(ye)是智能(neng)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器關鍵標志之(zhi)一。智能(neng)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器通過測試數(shu)(shu)(shu)據(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)或(huo)接(jie)收指(zhi)令來實(shi)現(xian)各項功(gong)能(neng)。如增益的設(she)置、補償參(can)數(shu)(shu)(shu)的設(she)置、內檢參(can)數(shu)(shu)(shu)設(she)置、測試數(shu)(shu)(shu)據(ju)輸(shu)出等。
2、自(zi)補(bu)(bu)(bu)償(chang)和計算(suan)功能(neng)——多(duo)年來從(cong)(cong)事傳(chuan)感(gan)器(qi)研制(zhi)的(de)工程技(ji)術人員一直(zhi)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)溫(wen)度(du)漂(piao)移和輸出非(fei)(fei)線性作大量的(de)補(bu)(bu)(bu)償(chang)工作,但都沒(mei)有(you)從(cong)(cong)根(gen)本上解(jie)決問題(ti)。而智能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)自(zi)補(bu)(bu)(bu)償(chang)和計算(suan)功能(neng)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)溫(wen)度(du)漂(piao)移和非(fei)(fei)線性補(bu)(bu)(bu)償(chang)開辟了新(xin)的(de)道(dao)路。這樣,放寬傳(chuan)感(gan)器(qi)加(jia)工精密度(du)要(yao)求,只要(yao)能(neng)保證傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)重復性好,利用(yong)微處(chu)理器(qi)對測試的(de)信號通過軟件計算(suan),采用(yong)多(duo)次擬合和差值計算(suan)方(fang)法對漂(piao)移和非(fei)(fei)線性進行補(bu)(bu)(bu)償(chang),從(cong)(cong)而能(neng)獲得較精確的(de)測量結果壓力傳(chuan)感(gan)器(qi)。
3、自(zi)(zi)檢(jian)、自(zi)(zi)校(xiao)(xiao)、自(zi)(zi)診斷(duan)(duan)功能(neng)(neng)——普通(tong)傳感(gan)器需(xu)要(yao)定(ding)期檢(jian)驗和標定(ding),以(yi)(yi)保證它在(zai)正(zheng)常使(shi)(shi)用(yong)(yong)時足夠的準(zhun)確(que)度,這些工作一般要(yao)求將傳感(gan)器從使(shi)(shi)用(yong)(yong)現場(chang)拆卸(xie)送到實驗室或檢(jian)驗部門進行(xing)。對于在(zai)線測(ce)量傳感(gan)器出(chu)現異(yi)常則不能(neng)(neng)及時診斷(duan)(duan)。采(cai)用(yong)(yong)智能(neng)(neng)傳感(gan)器情(qing)況則大(da)有(you)改觀,首先自(zi)(zi)診斷(duan)(duan)功能(neng)(neng)在(zai)電源接(jie)通(tong)時進行(xing)自(zi)(zi)檢(jian),診斷(duan)(duan)測(ce)試以(yi)(yi)確(que)定(ding)組(zu)件(jian)有(you)無故障。其(qi)次根(gen)據使(shi)(shi)用(yong)(yong)時間可以(yi)(yi)在(zai)線進行(xing)校(xiao)(xiao)正(zheng),微處理器利用(yong)(yong)存在(zai)EPROM內的計量特性(xing)數據進行(xing)對比校(xiao)(xiao)對。
4、復合敏(min)感(gan)功(gong)能(neng)(neng)(neng)——觀察周圍的(de)自(zi)然現象,常見的(de)信號(hao)有(you)聲、光、電、熱、力、化學(xue)等(deng)。敏(min)感(gan)元件(jian)測量一(yi)般通(tong)過(guo)兩種方式:直(zhi)接(jie)和間接(jie)的(de)測量。而(er)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)傳感(gan)器具有(you)復合功(gong)能(neng)(neng)(neng),能(neng)(neng)(neng)夠同時(shi)測量多種物(wu)理量和化學(xue)量,給出能(neng)(neng)(neng)夠較全面反(fan)映物(wu)質運(yun)動(dong)規(gui)律(lv)的(de)信息。
光(guang)(guang)敏(min)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)最常見的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)之(zhi)一,它(ta)的(de)(de)(de)種類繁(fan)多(duo),主要有(you):光(guang)(guang)電(dian)(dian)管(guan)、光(guang)(guang)電(dian)(dian)倍增管(guan)、光(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu)、光(guang)(guang)敏(min)三極管(guan)、太(tai)陽能電(dian)(dian)池、紅外(wai)線傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、紫外(wai)線傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、光(guang)(guang)纖式(shi)光(guang)(guang)電(dian)(dian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、色(se)彩傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、CCD和(he)CMOS圖(tu)像傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等(deng)。它(ta)的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)(gan)波長在(zai)可見光(guang)(guang)波長附(fu)近,包括(kuo)紅外(wai)線波長和(he)紫外(wai)線波長。光(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)不(bu)只局限(xian)于對(dui)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)探測,它(ta)還(huan)可以作為探測元(yuan)件(jian)組成其他傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi),對(dui)許多(duo)非電(dian)(dian)量進行檢測,只要將這些(xie)非電(dian)(dian)量轉(zhuan)換(huan)為光(guang)(guang)信號的(de)(de)(de)變化即可。光(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)產量最多(duo)、應用最廣(guang)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)之(zhi)一,它(ta)在(zai)自(zi)動控制和(he)非電(dian)(dian)量電(dian)(dian)測技術引中(zhong)占有(you)非常重要的(de)(de)(de)地位。最簡單的(de)(de)(de)光(guang)(guang)敏(min)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)光(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)阻(zu),當光(guang)(guang)子沖(chong)擊接合處就會(hui)產生電(dian)(dian)流。
生物傳感器的概念
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器是(shi)(shi)用(yong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(酶、蛋白質(zhi)、DNA、抗體、抗原(yuan)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜等)與物(wu)(wu)理化(hua)學(xue)換能器有機(ji)結合的一門(men)交叉學(xue)科,是(shi)(shi)發展生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技術(shu)必不可少的一種(zhong)先進(jin)的檢(jian)測方法(fa)(fa)與監控方法(fa)(fa),也是(shi)(shi)物(wu)(wu)質(zhi)分子水平(ping)的快速、微量分析(xi)(xi)方法(fa)(fa)。各種(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器有以(yi)下共同的結構:包(bao)括一種(zhong)或數種(zhong)相關生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)材(cai)料(liao)(生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜)及能把(ba)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活性(xing)(xing)(xing)表達的信號轉換為電(dian)信號的物(wu)(wu)理或化(hua)學(xue)換能器(傳感器),二者組合在(zai)一起,用(yong)現代微電(dian)子和(he)自動化(hua)儀表技術(shu)進(jin)行生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)信號的再加工,構成各種(zhong)可以(yi)使用(yong)的生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器分析(xi)(xi)裝(zhuang)置、儀器和(he)系(xi)統。
生物傳感器的原理
待測(ce)(ce)物質經擴散(san)作用進入生(sheng)(sheng)物活(huo)性(xing)材料,經分(fen)子識別,發生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物學(xue)反應,產生(sheng)(sheng)的信(xin)息繼而被相應的物理或化(hua)學(xue)換能(neng)器轉(zhuan)變成(cheng)可(ke)定量和可(ke)處理的電(dian)信(xin)號,再(zai)經二(er)次儀表放大(da)并輸出,便可(ke)知道待測(ce)(ce)物濃(nong)度。
生物傳感器的分類
按照其感(gan)受(shou)器中所(suo)采用(yong)的生命(ming)物(wu)質分類(lei),可分為:微(wei)生物(wu)傳感(gan)器、免疫傳感(gan)器、組織傳感(gan)器、細胞傳感(gan)器、酶傳感(gan)器、DNA傳感(gan)器等(deng)等(deng)。
按照傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器器件(jian)檢測的原理分類,可分為:熱敏生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、場效應(ying)管生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、壓電生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、光(guang)學生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、聲(sheng)波(bo)道生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、酶電極生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器、介體生物(wu)(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器等。
按照生物(wu)敏感物(wu)質相(xiang)互作(zuo)用的類型分類,可分為親和(he)型和(he)代謝(xie)型兩種。
工作原理:
視(shi)覺傳感器是(shi)指:具有從(cong)一整幅圖(tu)(tu)像捕獲光(guang)線的數發千計像素(su)的能力,圖(tu)(tu)像的清晰和(he)細膩(ni)程度常用分辨率來衡量(liang),以像素(su)數量(liang)表(biao)示。
視(shi)覺(jue)傳感器具有從一整幅圖像(xiang)(xiang)捕獲光線的(de)數以(yi)千計的(de)像(xiang)(xiang)素。圖像(xiang)(xiang)的(de)清晰和細膩程度通常(chang)用分辨(bian)率來(lai)衡(heng)量(liang),以(yi)像(xiang)(xiang)素數量(liang)表示。
在捕獲(huo)圖像之(zhi)后,視(shi)覺(jue)傳感(gan)器(qi)將其與內(nei)存(cun)(cun)中存(cun)(cun)儲的基(ji)準圖像進行比(bi)較,以做出分析。例如,若視(shi)覺(jue)傳感(gan)器(qi)被設定為辨(bian)別正確地插有(you)八顆螺栓(shuan)的機(ji)器(qi)部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian),則傳感(gan)器(qi)知道應(ying)該(gai)拒收只有(you)七顆螺栓(shuan)的部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian),或者螺栓(shuan)未對準的部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)。此外,無論該(gai)機(ji)器(qi)部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)位于視(shi)場(chang)中的哪個位置,無論該(gai)部(bu)(bu)(bu)(bu)件(jian)是否在360度范(fan)圍內(nei)旋轉(zhuan),視(shi)覺(jue)傳感(gan)器(qi)都能做出判斷。
應用領域:
視(shi)覺傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)低成(cheng)本和易用(yong)性(xing)已(yi)吸引機器(qi)(qi)設(she)計師(shi)和工(gong)藝工(gong)程師(shi)將其集成(cheng)入各類曾經依賴人工(gong)、多(duo)個光(guang)電傳感(gan)器(qi)(qi),或(huo)根本不檢驗的(de)應用(yong)。視(shi)覺傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)工(gong)業(ye)應用(yong)包括檢驗、計量、測量、定向(xiang)、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應用(yong)范(fan)例:
在汽車組裝廠,檢驗由機器人涂抹到車門(men)邊框的膠珠是(shi)否連續,是(shi)否有正(zheng)確的寬度;
在瓶裝廠,校驗瓶蓋是否正確密封、裝灌液(ye)位是否正確,以及在封蓋之(zhi)前沒有異物掉入(ru)瓶中;
在包裝(zhuang)生產線,確保在正確的(de)位置粘貼正確的(de)包裝(zhuang)標(biao)簽;
在藥品包(bao)裝(zhuang)生產(chan)線,檢驗阿斯匹林藥片的(de)泡(pao)罩式包(bao)裝(zhuang)中(zhong)是否有破損或缺(que)失的(de)藥片;
在金屬沖壓(ya)公司,以每分(fen)鐘(zhong)逾(yu)150片(pian)的(de)速度檢驗沖壓(ya)部件(jian),比人工檢驗快13倍以上。
位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)又稱為線(xian)性(xing)(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),把(ba)(ba)位移(yi)轉換為電(dian)(dian)量的傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)一種(zhong)屬于金屬感(gan)(gan)應(ying)的線(xian)性(xing)(xing)器(qi)(qi)(qi)件,傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的作用(yong)是(shi)把(ba)(ba)各種(zhong)被測物理量轉換為電(dian)(dian)量它分(fen)為電(dian)(dian)感(gan)(gan)式(shi)位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),電(dian)(dian)容式(shi)位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),光電(dian)(dian)式(shi)位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),超聲波式(shi)位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),霍(huo)爾式(shi)位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。
在(zai)這(zhe)種(zhong)轉換(huan)過程(cheng)中有許多(duo)物理量(liang)(例如壓力、流量(liang)、加速度等)常(chang)常(chang)需要先變(bian)換(huan)為(wei)(wei)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi),然后再將位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)變(bian)換(huan)成電量(liang)。因(yin)此位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是一(yi)類重要的基(ji)本(ben)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。在(zai)生(sheng)產過程(cheng)中,位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的測(ce)量(liang)一(yi)般分(fen)為(wei)(wei)測(ce)量(liang)實(shi)物尺寸和機械位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)兩種(zhong)。機械位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)包括(kuo)線(xian)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和角位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。按(an)被測(ce)變(bian)量(liang)變(bian)換(huan)的形式(shi)(shi)不(bu)同(tong),位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)可分(fen)為(wei)(wei)模(mo)擬式(shi)(shi)和數字(zi)(zi)式(shi)(shi)兩種(zhong)。模(mo)擬式(shi)(shi)又可分(fen)為(wei)(wei)物性型(xing)(如自(zi)發電式(shi)(shi))和結(jie)構(gou)(gou)型(xing)兩種(zhong)。常(chang)用位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)以模(mo)擬式(shi)(shi)結(jie)構(gou)(gou)型(xing)居多(duo),包括(kuo)電位(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、電感(gan)(gan)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、自(zi)整(zheng)角機、電容式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、電渦流式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、霍(huo)爾式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等。數字(zi)(zi)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的一(yi)個重要優點(dian)是便于將信號直(zhi)接送入計算機系統。這(zhe)種(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)發展迅速,應(ying)用日益廣(guang)泛。
壓力傳感器引是(shi)工業實踐中最為常用(yong)的(de)一種傳感器,其廣泛應用(yong)于各(ge)種工業自控(kong)(kong)環境,涉及水(shui)利水(shui)電(dian)、鐵路交通、智能建筑、生產自控(kong)(kong)、航空航天、軍(jun)工、石(shi)化(hua)、油(you)井、電(dian)力、船舶、機床、管道(dao)等眾多行業。
超(chao)聲(sheng)波測(ce)距離(li)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器采(cai)用(yong)(yong)超(chao)聲(sheng)波回波測(ce)距原理,運用(yong)(yong)精(jing)確的(de)(de)時差(cha)測(ce)量技術,檢(jian)(jian)測(ce)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器與(yu)目標物(wu)之間的(de)(de)距離(li),采(cai)用(yong)(yong)小角度,小盲區(qu)超(chao)聲(sheng)波傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,具有(you)測(ce)量準確,無接觸(chu),防水,防腐(fu)蝕(shi),低成本(ben)等優點(dian),可應(ying)于(yu)液(ye)(ye)(ye)位(wei),物(wu)位(wei)檢(jian)(jian)測(ce),特有(you)的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)位(wei),料位(wei)檢(jian)(jian)測(ce)方式,可保證在液(ye)(ye)(ye)面有(you)泡沫或(huo)大的(de)(de)晃動(dong),不(bu)易檢(jian)(jian)測(ce)到回波的(de)(de)情況下有(you)穩定的(de)(de)輸出,應(ying)用(yong)(yong)行業:液(ye)(ye)(ye)位(wei),物(wu)位(wei),料位(wei)檢(jian)(jian)測(ce),工業過(guo)程控(kong)制等。
24GHz雷達傳感器采用高頻微波來測量物體運動速度、距離、運動方(fang)向、方(fang)位(wei)角(jiao)度信(xin)息(xi),采用(yong)(yong)平面(mian)微帶天線(xian)設(she)計,具(ju)有體積小、質量輕(qing)、靈敏度高(gao)、穩定強等(deng)特點,廣泛運用(yong)(yong)于(yu)智(zhi)(zhi)能交(jiao)通、工(gong)業(ye)控制(zhi)、安防、體育運動、智(zhi)(zhi)能家(jia)居等(deng)行業(ye)。工(gong)業(ye)和信(xin)息(xi)化部(bu)2012年11月19日正式發布(bu)了《工(gong)業(ye)和信(xin)息(xi)化部(bu)關(guan)于(yu)發布(bu)24GHz頻段短距(ju)離車(che)(che)載(zai)雷達(da)設(she)備(bei)使用(yong)(yong)頻率的(de)通知》(工(gong)信(xin)部(bu)無〔2012〕548號(hao)),明確(que)提(ti)出24GHz頻段短距(ju)離車(che)(che)載(zai)雷達(da)設(she)備(bei)作(zuo)為車(che)(che)載(zai)雷達(da)設(she)備(bei)的(de)規范。
一體(ti)化溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)一般(ban)由測溫(wen)(wen)探頭(熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)或熱(re)電(dian)(dian)阻傳(chuan)感(gan)器(qi))和(he)兩(liang)線制固體(ti)電(dian)(dian)子單元組成(cheng)。采用固體(ti)模塊形式(shi)將測溫(wen)(wen)探頭直(zhi)接安裝在接線盒內(nei),從而(er)形成(cheng)一體(ti)化的傳(chuan)感(gan)器(qi)。一體(ti)化溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)一般(ban)分為熱(re)電(dian)(dian)阻和(he)熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)型兩(liang)種類型。
熱(re)電阻(zu)溫(wen)度傳(chuan)感(gan)器是由(you)基(ji)準單(dan)元(yuan)、R/V轉換(huan)單(dan)元(yuan)、線性(xing)電路(lu)、反接(jie)保護、限流(liu)保護、V/I轉換(huan)單(dan)元(yuan)等組成。測(ce)溫(wen)熱(re)電阻(zu)信號轉換(huan)放大(da)后(hou),再由(you)線性(xing)電路(lu)對(dui)溫(wen)度與電阻(zu)的(de)(de)非線性(xing)關系進行補(bu)償(chang),經V/I轉換(huan)電路(lu)后(hou)輸(shu)出(chu)一個與被測(ce)溫(wen)度成線性(xing)關系的(de)(de)4~20mA的(de)(de)恒流(liu)信號。
熱(re)電(dian)(dian)偶溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器一般由(you)基準源、冷端補(bu)償(chang)、放(fang)大(da)單(dan)元、線(xian)(xian)性化處(chu)理、V/I轉(zhuan)換、斷(duan)(duan)偶處(chu)理、反接(jie)(jie)保(bao)(bao)(bao)護、限(xian)流保(bao)(bao)(bao)護等電(dian)(dian)路單(dan)元組(zu)成(cheng)。它(ta)是將(jiang)熱(re)電(dian)(dian)偶產(chan)生的熱(re)電(dian)(dian)勢經冷端補(bu)償(chang)放(fang)大(da)后(hou),再(zai)帽由(you)線(xian)(xian)性電(dian)(dian)路消除熱(re)電(dian)(dian)勢與溫度(du)的非線(xian)(xian)性誤差,最后(hou)放(fang)大(da)轉(zhuan)換為(wei)4~20mA電(dian)(dian)流輸(shu)(shu)(shu)出(chu)信號。為(wei)防止熱(re)電(dian)(dian)偶測量(liang)中由(you)于(yu)電(dian)(dian)偶斷(duan)(duan)絲而使控溫失效造成(cheng)事(shi)故(gu),傳(chuan)感(gan)(gan)器中還設有(you)(you)斷(duan)(duan)電(dian)(dian)保(bao)(bao)(bao)護電(dian)(dian)路。當熱(re)電(dian)(dian)偶斷(duan)(duan)絲或(huo)(huo)接(jie)(jie)解不良時(shi),傳(chuan)感(gan)(gan)器會輸(shu)(shu)(shu)出(chu)最大(da)值(28mA)以使儀(yi)表切(qie)斷(duan)(duan)電(dian)(dian)源。一體(ti)化溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器具有(you)(you)結構(gou)簡單(dan)、節省引線(xian)(xian)、輸(shu)(shu)(shu)出(chu)信號大(da)、抗(kang)干擾能力(li)強、線(xian)(xian)性好(hao)、顯示儀(yi)表簡單(dan)、固體(ti)模塊抗(kang)震防潮、有(you)(you)反接(jie)(jie)保(bao)(bao)(bao)護和限(xian)流保(bao)(bao)(bao)護、工作可靠(kao)等優點。一體(ti)化溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器的輸(shu)(shu)(shu)出(chu)為(wei)統一的4~20mA信號;可與微(wei)機系統或(huo)(huo)其(qi)它(ta)常規儀(yi)表匹配(pei)使用。也可用戶(hu)要求做成(cheng)防爆(bao)型或(huo)(huo)防火型測量(liang)儀(yi)表。
1、浮球(qiu)式(shi)液位(wei)傳感器(qi)
浮(fu)球式液位(wei)傳(chuan)感器由磁性浮(fu)球、測量導(dao)管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組(zu)成。
一般磁(ci)性浮球的(de)(de)比(bi)重小于0.5,可(ke)(ke)漂于液(ye)面之上并(bing)沿測量(liang)(liang)導管上下移動(dong)。導管內(nei)裝有測量(liang)(liang)元(yuan)件,它可(ke)(ke)以(yi)在外磁(ci)作用(yong)下將(jiang)被測液(ye)位信(xin)號轉換成(cheng)正比(bi)于液(ye)位變化的(de)(de)電阻信(xin)號,并(bing)將(jiang)電子單元(yuan)轉換成(cheng)4~20mA或其它標準(zhun)信(xin)號輸出(chu)。該(gai)傳感器為模塊電路,具有耐酸、防潮(chao)、防震(zhen)、防腐蝕等優點,電路內(nei)部(bu)含有恒流反饋電路和內(nei)保護電路,可(ke)(ke)使(shi)輸出(chu)最(zui)大電流不超過28mA,因(yin)而能夠可(ke)(ke)靠地保護電源并(bing)使(shi)二次儀表不被損壞(huai)。
2、浮筒式液位傳感(gan)器(qi)
浮筒式液位(wei)傳(chuan)(chuan)感器是將磁性(xing)浮球改為浮筒,它是根據(ju)阿(a)基米德浮力原理(li)設(she)計的(de)。浮筒式液位(wei)傳(chuan)(chuan)感器是利用微小的(de)金屬膜(mo)應(ying)變傳(chuan)(chuan)感技術來(lai)測量(liang)液體(ti)的(de)液位(wei)、界位(wei)或密度的(de)。它在工(gong)作時可以通過(guo)現(xian)場(chang)按鍵來(lai)進(jin)行常規的(de)設(she)定操作。
3、靜壓或液位傳感器
該傳(chuan)感(gan)器利用液體(ti)靜壓(ya)(ya)力(li)的(de)測量原理工(gong)作。它一般選用硅壓(ya)(ya)力(li)測壓(ya)(ya)傳(chuan)感(gan)器將測量到的(de)壓(ya)(ya)力(li)轉換成電(dian)信(xin)號,再經放大電(dian)路放大和(he)補償電(dian)路補償,最后以(yi)4~20mA或(huo)0~10mA電(dian)流方式輸出。
真空(kong)度傳感(gan)器(qi),采用先進的硅(gui)微機械加(jia)工技(ji)術生(sheng)產,以集(ji)成硅(gui)壓(ya)阻力敏元(yuan)件(jian)作為傳感(gan)器(qi)的核心元(yuan)件(jian)制成的絕(jue)對(dui)壓(ya)力變送器(qi),由于(yu)采用硅(gui)-硅(gui)直接鍵合或硅(gui)-派(pai)勒(le)克(ke)斯玻(bo)璃靜電鍵合形成的真空(kong)參考壓(ya)力腔(qiang),及一系列(lie)無應力封(feng)裝技(ji)術及精密溫度補償(chang)技(ji)術,因而具有穩(wen)定性優(you)良、精度高(gao)的突出優(you)點,適用于(yu)各種情況下絕(jue)對(dui)壓(ya)力的測量與控制。
特點及用途
采用(yong)低量(liang)(liang)程芯(xin)片真(zhen)(zhen)空(kong)絕(jue)壓(ya)封裝(zhuang),產品具有(you)高的(de)過載(zai)能力(li)。芯(xin)片采用(yong)真(zhen)(zhen)空(kong)充(chong)注硅油隔(ge)離,不銹鋼薄(bo)膜(mo)過渡傳(chuan)遞壓(ya)力(li),具有(you)優良(liang)的(de)介(jie)質(zhi)兼容性,適用(yong)于(yu)對(dui)316L不銹鋼不腐蝕的(de)絕(jue)大多數氣(qi)液(ye)體(ti)介(jie)質(zhi)真(zhen)(zhen)空(kong)壓(ya)力(li)的(de)測量(liang)(liang)。真(zhen)(zhen)空(kong)度傳(chuan)染其應(ying)用(yong)于(yu)各種工業環境的(de)低真(zhen)(zhen)空(kong)測量(liang)(liang)與控(kong)制。
電(dian)容式物位傳感(gan)器適(shi)用(yong)(yong)于工業(ye)企業(ye)在生(sheng)(sheng)產過(guo)程中進行測(ce)量(liang)(liang)和(he)控制生(sheng)(sheng)產過(guo)程,主要(yao)用(yong)(yong)作類導電(dian)與非導電(dian)介(jie)質的(de)液體液位或粉粒狀固(gu)體料位的(de)遠(yuan)距(ju)離連續測(ce)量(liang)(liang)和(he)指示(shi)。
電(dian)容(rong)(rong)式(shi)液位(wei)傳感器(qi)(qi)由電(dian)容(rong)(rong)式(shi)傳感器(qi)(qi)與電(dian)子模塊(kuai)電(dian)路組(zu)成(cheng),它以兩線(xian)制4~20mA恒(heng)定電(dian)流(liu)輸出為(wei)基(ji)型,經過轉換,可以用三線(xian)或(huo)四線(xian)方式(shi)輸出,輸出信號形(xing)成(cheng)為(wei)1~5V、0~5V、0~10mA等(deng)標準信號。電(dian)容(rong)(rong)傳感器(qi)(qi)由絕緣電(dian)極(ji)和(he)(he)裝有測量(liang)(liang)介質的(de)圓柱形(xing)金屬(shu)容(rong)(rong)器(qi)(qi)組(zu)成(cheng)。當料(liao)(liao)位(wei)上升時,因(yin)非導電(dian)物料(liao)(liao)的(de)介電(dian)常(chang)(chang)數明(ming)顯小于空氣(qi)的(de)介電(dian)常(chang)(chang)數,所以電(dian)容(rong)(rong)量(liang)(liang)隨(sui)著物料(liao)(liao)高度的(de)變化而(er)變化。傳感器(qi)(qi)的(de)模塊(kuai)電(dian)路由基(ji)準源(yuan)、脈(mo)寬(kuan)調(diao)(diao)制、轉換、恒(heng)流(liu)放大、反饋和(he)(he)限流(liu)等(deng)單(dan)元組(zu)成(cheng)。采用脈(mo)寬(kuan)調(diao)(diao)特(te)原理進行測量(liang)(liang)的(de)優點(dian)是頻(pin)率(lv)較低,對周圍(wei)元射頻(pin)干擾(rao)、穩定性好、線(xian)性好、無明(ming)顯溫度漂移等(deng)。
銻(ti)電(dian)極酸(suan)度傳感器(qi)是集PH檢(jian)測、自動清(qing)洗、電(dian)信號轉(zhuan)換為一體(ti)的(de)(de)(de)工(gong)業在(zai)(zai)線(xian)分析儀(yi)表,它是由銻(ti)電(dian)極與參(can)考電(dian)極組成的(de)(de)(de)PH值測量系統。在(zai)(zai)被測酸(suan)性溶(rong)液(ye)(ye)中,由于(yu)銻(ti)電(dian)極表面會生成三(san)(san)氧化(hua)(hua)(hua)二銻(ti)氧化(hua)(hua)(hua)層,這樣在(zai)(zai)金屬銻(ti)面與三(san)(san)氧化(hua)(hua)(hua)二銻(ti)之間(jian)會形成電(dian)位差。該電(dian)位差的(de)(de)(de)大小(xiao)取決于(yu)三(san)(san)所氧化(hua)(hua)(hua)二銻(ti)的(de)(de)(de)濃(nong)度,該濃(nong)度與被測酸(suan)性溶(rong)液(ye)(ye)中氫(qing)離子的(de)(de)(de)適(shi)度相對應。如果把銻(ti)、三(san)(san)氧化(hua)(hua)(hua)二銻(ti)和水溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)適(shi)度都當作1,其(qi)電(dian)極電(dian)位就可用能斯特公式計算出來。
銻電(dian)(dian)極酸(suan)度(du)傳(chuan)感器中的(de)(de)固體模塊(kuai)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)由兩(liang)大(da)部(bu)分(fen)組成。為了現(xian)場(chang)作用(yong)的(de)(de)安全起見,電(dian)(dian)源部(bu)分(fen)采用(yong)交流(liu)24V為二次儀表供電(dian)(dian)。這一電(dian)(dian)源除為清洗電(dian)(dian)機提供驅動電(dian)(dian)源外,還應通過電(dian)(dian)流(liu)轉換(huan)單(dan)元轉換(huan)成相(xiang)應的(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya),以(yi)供變(bian)送電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)使用(yong)。第(di)二部(bu)分(fen)是測量傳(chuan)感器電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),它把來自傳(chuan)感器的(de)(de)基(ji)準信(xin)(xin)號和PH酸(suan)度(du)信(xin)(xin)號經(jing)放大(da)后送給斜率調(diao)整(zheng)(zheng)和定位調(diao)整(zheng)(zheng)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),以(yi)使信(xin)(xin)號內阻降低并(bing)可調(diao)節。將放大(da)后的(de)(de)PH信(xin)(xin)號與溫度(du)被償信(xin)(xin)號進行迭加后再差進轉換(huan)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),最后輸出與PH值相(xiang)對(dui)應的(de)(de)4~20mA恒流(liu)電(dian)(dian)流(liu)信(xin)(xin)號給二次儀表以(yi)完成顯(xian)示并(bing)控制PH值。
酸、堿、鹽濃度傳感器通過(guo)測(ce)(ce)量溶(rong)(rong)液電導(dao)值來確定濃度。它可以在線連續檢測(ce)(ce)工(gong)業過(guo)程(cheng)中酸、堿、鹽在水溶(rong)(rong)液中的濃度含量。這種(zhong)傳感器主要應用(yong)于鍋爐(lu)給水處理(li)、化(hua)工(gong)溶(rong)(rong)液的配制以及環保等工(gong)業生產過(guo)程(cheng)。
酸、堿(jian)、鹽(yan)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)工作原理(li)是:在一定的(de)(de)范圍(wei)內,酸堿(jian)溶(rong)液的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)與其電(dian)導(dao)率的(de)(de)大小成比(bi)例。因而,只要測出(chu)(chu)溶(rong)液電(dian)導(dao)率的(de)(de)大小變(bian)可(ke)得知酸堿(jian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)高(gao)低。當被測溶(rong)液流(liu)入專用(yong)電(dian)導(dao)池時,如果忽略電(dian)極(ji)極(ji)化(hua)和分(fen)布電(dian)容(rong),則可(ke)以等效為一個純電(dian)阻。在有恒壓(ya)交(jiao)變(bian)電(dian)流(liu)流(liu)過時,其輸出(chu)(chu)電(dian)流(liu)與電(dian)導(dao)率成線性關系(xi),而電(dian)導(dao)率又與溶(rong)液中(zhong)酸、堿(jian)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)成比(bi)例關系(xi)。因此只要測出(chu)(chu)溶(rong)液電(dian)流(liu),便可(ke)算(suan)出(chu)(chu)酸、堿(jian)、鹽(yan)的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)。
酸、堿、鹽(yan)濃度傳(chuan)感器(qi)(qi)主要由(you)電導(dao)池、電子模(mo)塊、顯示表頭和殼(ke)體組成。電子模(mo)塊電路則由(you)激勵電源、電導(dao)池、電導(dao)放大器(qi)(qi)、相敏整流器(qi)(qi)、解調器(qi)(qi)、溫度補償、過載保護(hu)和電流轉換等單元組成。
它(ta)是通(tong)過(guo)測(ce)量溶液的(de)電導值來間接測(ce)量離子濃度的(de)流(liu)程儀表(一體化傳感器(qi)),可在線(xian)連續檢測(ce)工(gong)業過(guo)程中水(shui)溶液的(de)電導率。
由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)與金(jin)屬(shu)(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)體一(yi)樣(yang)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)良導(dao)(dao)(dao)(dao)體,因此電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過電(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)時必有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)作用(yong),且(qie)符(fu)合歐姆定(ding)律。但液(ye)(ye)體的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)溫度特性與金(jin)屬(shu)(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)體相(xiang)反,具有(you)負向溫度特性。為區別于(yu)金(jin)屬(shu)(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)體,電(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)的(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)力用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)倒數)或電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)的(de)倒數)來表示。當兩個互(hu)相(xiang)絕緣的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)組成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)池時,若(ruo)在其中間放置待(dai)(dai)測(ce)(ce)溶液(ye)(ye),并通以(yi)恒(heng)壓交變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),就形(xing)成(cheng)了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)回路(lu)。如果將電(dian)(dian)(dian)(dian)壓大小和電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)尺寸固定(ding),則(ze)回路(lu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)與電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)就存在一(yi)定(ding)的(de)函數關系(xi)。這樣(yang),測(ce)(ce)了(le)待(dai)(dai)測(ce)(ce)溶液(ye)(ye)中流(liu)(liu)過的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),就能(neng)測(ce)(ce)出(chu)待(dai)(dai)測(ce)(ce)溶液(ye)(ye)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)。電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)傳感(gan)器的(de)結構和電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)與酸、堿、鹽濃度傳感(gan)器相(xiang)同(tong)。
壓力敏(min)和力敏(min)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、位置傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、液位傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、能耗傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、速(su)度(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、加速(su)度(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、射(she)(she)線輻射(she)(she)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、熱敏(min)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。
振動傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、濕敏傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、磁敏傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、氣敏傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、真空度傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、生物傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等。
模擬(ni)傳感器:將被測量的(de)非電學(xue)量轉換成模擬(ni)電信號(hao)。
數(shu)字傳感器:將被(bei)測量的(de)非電學量轉(zhuan)換成(cheng)數(shu)字輸(shu)出信號(包括直接和間接轉(zhuan)換)。
膺數(shu)字傳感器(qi):將被測量的(de)信號量轉換(huan)成頻率信號或短周期信號的(de)輸(shu)出(包括(kuo)直接(jie)(jie)或間接(jie)(jie)轉換(huan))。
開(kai)關傳(chuan)感器(qi):當(dang)一(yi)個被測量的信號(hao)達到某個特定(ding)的閾值時,傳(chuan)感器(qi)相應地輸出一(yi)個設定(ding)的低電平或高電平信號(hao)。
集成傳(chuan)感(gan)器是(shi)用標準的生(sheng)產硅基半(ban)導(dao)體集成電路的工藝(yi)技術制造的。
通常還將用于初(chu)步處理被測信號的(de)部分電路也集成在同一芯(xin)片上。
薄(bo)膜傳感器則是(shi)通過沉積在介質(zhi)襯底(基板)上的(de),相應敏感材料的(de)薄(bo)膜形成的(de)。使(shi)用混合工(gong)藝時,同樣可將(jiang)部分電路制造(zao)在此基板上。
厚(hou)(hou)膜傳(chuan)感器是利用相應材(cai)料的漿料,涂覆在陶瓷基片(pian)上制成的,基片(pian)通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理(li),使厚(hou)(hou)膜成形。
陶(tao)瓷傳(chuan)感器采用(yong)標準的陶(tao)瓷工藝(yi)或其某種變種工藝(yi)(溶膠(jiao)、凝膠(jiao)等(deng))生產。
完成(cheng)適當的(de)預備(bei)性操(cao)作之后,已(yi)成(cheng)形(xing)的(de)元件在高溫中進行燒結。厚(hou)膜和(he)陶瓷傳感器這二種(zhong)工(gong)藝(yi)之間有許多(duo)共同特性,在某些方(fang)面(mian),可以認為(wei)厚(hou)膜工(gong)藝(yi)是陶瓷工(gong)藝(yi)的(de)一(yi)種(zhong)變型(xing)。
每種工(gong)藝技術都有自己的優點和(he)不(bu)足。由于(yu)研究、開發(fa)和(he)生產(chan)所(suo)需的資本投入較低,以及(ji)傳(chuan)(chuan)感器(qi)參數的高穩定性等原(yuan)因(yin),采用陶(tao)瓷和(he)厚膜傳(chuan)(chuan)感器(qi)比較合理(li)。
物(wu)理型傳感器是利用(yong)被測量物(wu)質的(de)(de)(de)某(mou)些物(wu)理性(xing)質發(fa)生明顯變化(hua)的(de)(de)(de)特性(xing)制成的(de)(de)(de)。
化(hua)學型傳感器是利(li)用(yong)能把(ba)化(hua)學物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)成分、濃度等化(hua)學量轉化(hua)成電學量的(de)(de)(de)敏感元件制(zhi)成的(de)(de)(de)。
生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)型傳感器是利用(yong)各(ge)種生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)或生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)物(wu)(wu)質的特性(xing)做成的,用(yong)以檢測與識別(bie)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體內化學成分的傳感器。
基本型傳感器(qi):是一種最基本的(de)單個(ge)變換(huan)裝置。
組合型傳感器(qi):是(shi)由不同單(dan)個變換裝(zhuang)置組合而構成的(de)傳感器(qi)。
應(ying)用型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi):是基本(ben)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)或組(zu)合型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)與(yu)其(qi)他(ta)機構組(zu)合而構成(cheng)的傳(chuan)感(gan)器(qi)。
按(an)作用形式(shi)可分為主動(dong)型和被動(dong)型傳感(gan)器。
主動型(xing)傳感(gan)器又(you)有作用(yong)(yong)型(xing)和反作用(yong)(yong)型(xing),此種傳感(gan)器對(dui)被測(ce)(ce)(ce)(ce)對(dui)象(xiang)(xiang)能(neng)發出一定探(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao),能(neng)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)在被測(ce)(ce)(ce)(ce)對(dui)象(xiang)(xiang)中(zhong)所產(chan)(chan)生的(de)變(bian)(bian)化(hua),或者由探(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)在被測(ce)(ce)(ce)(ce)對(dui)象(xiang)(xiang)中(zhong)產(chan)(chan)生某種效(xiao)應(ying)(ying)而形(xing)成信(xin)(xin)號(hao)。檢測(ce)(ce)(ce)(ce)探(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)變(bian)(bian)化(hua)方式的(de)稱為作用(yong)(yong)型(xing),檢測(ce)(ce)(ce)(ce)產(chan)(chan)生響應(ying)(ying)而形(xing)成信(xin)(xin)號(hao)方式的(de)稱為反作用(yong)(yong)型(xing)。雷達與無線電頻率(lv)范(fan)圍探(tan)測(ce)(ce)(ce)(ce)器是作用(yong)(yong)型(xing)實例(li),而光聲(sheng)效(xiao)應(ying)(ying)分析裝置與激光分析器是反作用(yong)(yong)型(xing)實例(li)。
被動型傳感器只是接收被測對(dui)象本身產生的信(xin)號,如紅外(wai)輻射溫(wen)度計、紅外(wai)攝像(xiang)裝置(zhi)等。
傳感器(qi)的(de)(de)靜態(tai)特(te)性(xing)是指(zhi)對靜態(tai)的(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)信號,傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)出量(liang)與輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)之間(jian)所具有相互關系(xi)(xi)。因(yin)為這時(shi)輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)和輸(shu)(shu)出量(liang)都和時(shi)間(jian)無(wu)關,所以它們(men)之間(jian)的(de)(de)關系(xi)(xi),即傳感器(qi)的(de)(de)靜態(tai)特(te)性(xing)可用一個不含時(shi)間(jian)變量(liang)的(de)(de)代數(shu)(shu)方程,或(huo)以輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)作(zuo)橫坐標,把(ba)與其對應的(de)(de)輸(shu)(shu)出量(liang)作(zuo)縱坐標而(er)畫出的(de)(de)特(te)性(xing)曲(qu)線來描述(shu)。表征傳感器(qi)靜態(tai)特(te)性(xing)的(de)(de)主要參數(shu)(shu)有:線性(xing)度、靈敏度、遲(chi)滯、重復性(xing)、漂移等(deng)。
1.線(xian)性度:指傳(chuan)感器(qi)輸(shu)出(chu)量(liang)與(yu)輸(shu)入量(liang)之(zhi)(zhi)間(jian)的實際關系(xi)曲(qu)線(xian)偏離擬(ni)合直(zhi)線(xian)的程(cheng)(cheng)度。定義為在全量(liang)程(cheng)(cheng)范圍內實際特性曲(qu)線(xian)與(yu)擬(ni)合直(zhi)線(xian)之(zhi)(zhi)間(jian)的最(zui)大偏差值與(yu)滿(man)量(liang)程(cheng)(cheng)輸(shu)出(chu)值之(zhi)(zhi)比。
2.靈敏(min)度:靈敏(min)度是傳感器靜態特性的一個重(zhong)要指標。其定(ding)義為輸(shu)出量的增量與引起該增量的相應輸(shu)入(ru)量增量之比。用S表示(shi)靈敏(min)度。
3.遲(chi)(chi)滯:傳(chuan)感器(qi)在輸(shu)(shu)入量(liang)由小(xiao)(xiao)到大(正(zheng)行程)及輸(shu)(shu)入量(liang)由大到小(xiao)(xiao)(反行程)變化期(qi)間其(qi)輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出(chu)特性曲(qu)線不重合的(de)現象(xiang)成(cheng)為(wei)遲(chi)(chi)滯。對于同一大小(xiao)(xiao)的(de)輸(shu)(shu)入信號,傳(chuan)感器(qi)的(de)正(zheng)反行程輸(shu)(shu)出(chu)信號大小(xiao)(xiao)不相等,這個(ge)差值(zhi)稱為(wei)遲(chi)(chi)滯差值(zhi)。
4.重復(fu)性:重復(fu)性是指傳感器在輸入量按同一(yi)方(fang)向(xiang)作全量程連續多次變化時(shi),所得特性曲線不一(yi)致的(de)程度。
5.漂移(yi):傳(chuan)感器(qi)的漂移(yi)是指在(zai)輸入(ru)量不變的情況下,傳(chuan)感器(qi)輸出量隨著時間(jian)變化(hua),此現象稱為漂移(yi)。產生漂移(yi)的原因有兩個方面:一是傳(chuan)感器(qi)自(zi)身結構參數;二是周圍(wei)環(huan)境(如溫度、濕度等)。
6.分(fen)辨力:當傳感(gan)(gan)器的輸入(ru)從非零值緩慢增(zeng)加時,在超過某一增(zeng)量(liang)后輸出發(fa)生可觀測的變化,這個輸入(ru)增(zeng)量(liang)稱傳感(gan)(gan)器的分(fen)辨力,即最(zui)小輸入(ru)增(zeng)量(liang)。
7.閾值:當傳(chuan)感器(qi)的輸入從零值開始緩慢(man)增加時,在達到某一值后輸出發生可觀(guan)測的變化,這(zhe)個(ge)輸入值稱傳(chuan)感器(qi)的閾值電壓(ya)。
所謂(wei)動態特性,是(shi)指傳感(gan)器(qi)在輸(shu)(shu)入(ru)變化時(shi),它(ta)的(de)輸(shu)(shu)出的(de)特性。在實際工作中,傳感(gan)器(qi)的(de)動態特性常(chang)用(yong)它(ta)對某些標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)來表(biao)示。這是(shi)因為傳感(gan)器(qi)對標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)容易用(yong)實驗(yan)方法(fa)求(qiu)得,并且它(ta)對標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)與它(ta)對任意輸(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)響(xiang)應(ying)(ying)之間存在一定的(de)關系,往往知道了(le)前者就能推定后(hou)者。最(zui)常(chang)用(yong)的(de)標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)有階躍信(xin)(xin)號(hao)(hao)和正弦信(xin)(xin)號(hao)(hao)兩種,所以傳感(gan)器(qi)的(de)動態特性也(ye)常(chang)用(yong)階躍響(xiang)應(ying)(ying)和頻率(lv)響(xiang)應(ying)(ying)來表(biao)示。
通(tong)常情況下,傳感器(qi)的實際(ji)靜(jing)態特性輸(shu)出(chu)是條(tiao)曲線(xian)(xian)而非(fei)直(zhi)線(xian)(xian)。在實際(ji)工作中,為使儀表具有均(jun)勻(yun)刻度的讀數,常用一條(tiao)擬合直(zhi)線(xian)(xian)近似(si)(si)地代表實際(ji)的特性曲線(xian)(xian)、線(xian)(xian)性度(非(fei)線(xian)(xian)性誤差(cha))就是這個近似(si)(si)程度的一個性能指(zhi)標。
擬(ni)合(he)直(zhi)(zhi)線(xian)的(de)選(xuan)取(qu)有(you)多種(zhong)方法(fa)。如將零(ling)輸入和滿量程輸出點相連的(de)理論直(zhi)(zhi)線(xian)作為擬(ni)合(he)直(zhi)(zhi)線(xian);或將與特性曲線(xian)上各(ge)點偏差(cha)的(de)平方和為最(zui)小的(de)理論直(zhi)(zhi)線(xian)作為擬(ni)合(he)直(zhi)(zhi)線(xian),此擬(ni)合(he)直(zhi)(zhi)線(xian)稱為最(zui)小二乘法(fa)擬(ni)合(he)直(zhi)(zhi)線(xian)。
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量(liang)(liang)變化△y對輸入量(liang)(liang)變化△x的比值。
它是輸(shu)出一輸(shu)入特性曲線的(de)斜率。如果傳感器(qi)的(de)輸(shu)出和輸(shu)入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸(shu)入量(liang)的(de)變化而變化。
靈(ling)敏度的(de)(de)量(liang)綱(gang)是(shi)輸出(chu)、輸入量(liang)的(de)(de)量(liang)綱(gang)之比。例如,某位移傳感器,在位移變化(hua)(hua)1mm時,輸出(chu)電壓變化(hua)(hua)為200mV,則其靈(ling)敏度應表示為200mV/mm。
當傳感(gan)器的(de)輸(shu)出、輸(shu)入量的(de)量綱相同(tong)時,靈(ling)敏(min)度可理解為放大倍數。
提(ti)高靈敏度,可得到較高的測量(liang)精度。但靈敏度愈高,測量(liang)范(fan)圍愈窄(zhai),穩(wen)定性也往往愈差。
分辨率是(shi)指(zhi)傳感器(qi)可(ke)感受到(dao)的(de)(de)被測量的(de)(de)最小變化(hua)(hua)的(de)(de)能力。也就是(shi)說(shuo),如果輸(shu)入量從某(mou)一非零值緩慢地變化(hua)(hua)。當輸(shu)入變化(hua)(hua)值未超過(guo)某(mou)一數值時,傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)不會發(fa)生變化(hua)(hua),即傳感器(qi)對(dui)此輸(shu)入量的(de)(de)變化(hua)(hua)是(shi)分辨不出(chu)(chu)來的(de)(de)。只(zhi)有當輸(shu)入量的(de)(de)變化(hua)(hua)超過(guo)分辨率時,其輸(shu)出(chu)(chu)才(cai)會發(fa)生變化(hua)(hua)。
通常傳感(gan)(gan)器(qi)在滿(man)量(liang)程(cheng)范圍內各點的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)并不相同,因此常用(yong)滿(man)量(liang)程(cheng)中能使輸出量(liang)產生階躍變化的(de)輸入量(liang)中的(de)最大變化值作為衡量(liang)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)指標(biao)。上述指標(biao)若用(yong)滿(man)量(liang)程(cheng)的(de)百分(fen)比(bi)表(biao)示,則稱為分(fen)辨(bian)率(lv)。分(fen)辨(bian)率(lv)與(yu)傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)穩定性(xing)有負(fu)相相關性(xing)。
要進(jin)(jin)行—個具(ju)體(ti)的(de)(de)(de)測量工作,首(shou)先要考(kao)慮(lv)采用(yong)(yong)何種(zhong)原(yuan)理(li)的(de)(de)(de)傳感器(qi)(qi)(qi),這需要分析多方面(mian)的(de)(de)(de)因素之后才能確定。因為,即使(shi)是測量同一(yi)物(wu)理(li)量,也有多種(zhong)原(yuan)理(li)的(de)(de)(de)傳感器(qi)(qi)(qi)可供選用(yong)(yong),哪一(yi)種(zhong)原(yuan)理(li)的(de)(de)(de)傳感器(qi)(qi)(qi)更為合適(shi),則需要根據被測量的(de)(de)(de)特點和傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件考(kao)慮(lv)以下一(yi)些具(ju)體(ti)問題:量程的(de)(de)(de)大小;被測位置(zhi)對(dui)傳感器(qi)(qi)(qi)體(ti)積的(de)(de)(de)要求;測量方式(shi)為接觸式(shi)還是非接觸式(shi);信號的(de)(de)(de)引(yin)出方法,有線或是非接觸測量;傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)來(lai)源,國產還是進(jin)(jin)口,價格(ge)能否承受,還是自(zi)行研制。
在考(kao)慮上述問題(ti)之后就(jiu)能確定選用(yong)何種類型的(de)傳(chuan)感器,然后再(zai)考(kao)慮傳(chuan)感器的(de)具體性能指(zhi)標(biao)。
通常,在傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)線性范(fan)圍內,希望傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)靈敏(min)度(du)(du)越高越好。因為只有靈敏(min)度(du)(du)高時,與(yu)被測(ce)(ce)量(liang)變化對(dui)應的(de)(de)輸出(chu)信(xin)號(hao)的(de)(de)值才(cai)比較大,有利(li)于信(xin)號(hao)處理。但要注意的(de)(de)是(shi),傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)靈敏(min)度(du)(du)高,與(yu)被測(ce)(ce)量(liang)無關的(de)(de)外(wai)界噪(zao)聲也容易混入,也會被放大系統放大,影(ying)響測(ce)(ce)量(liang)精度(du)(du)。因此(ci),要求傳感器(qi)(qi)(qi)本身應具有較高的(de)(de)信(xin)噪(zao)比,盡量(liang)減少從外(wai)界引入的(de)(de)干擾(rao)信(xin)號(hao)。
傳感器的靈敏(min)度是(shi)有方(fang)(fang)向(xiang)性的。當被測量是(shi)單向(xiang)量,而且對(dui)其方(fang)(fang)向(xiang)性要(yao)求較高,則應選擇其它方(fang)(fang)向(xiang)靈敏(min)度小的傳感器;如(ru)果被測量是(shi)多維向(xiang)量,則要(yao)求傳感器的交叉靈敏(min)度越(yue)小越(yue)好。
傳感(gan)(gan)器(qi)的頻(pin)(pin)率(lv)響應(ying)特性決定(ding)(ding)了被測量的頻(pin)(pin)率(lv)范圍,必須在允(yun)許頻(pin)(pin)率(lv)范圍內保持不失真。實際上傳感(gan)(gan)器(qi)的響應(ying)總有—定(ding)(ding)延(yan)遲,希望延(yan)遲時間越短越好。
傳感(gan)器的頻(pin)率響應越高(gao),可測的信號頻(pin)率范圍就越寬。
在(zai)動態測量中,應根據(ju)信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響(xiang)應特性(xing),以免產生過大的誤差。
傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)線(xian)(xian)形范圍是指(zhi)輸出與輸入(ru)成(cheng)正比的(de)范圍。以(yi)理論上講,在此(ci)范圍內,靈敏度保(bao)持(chi)定值。傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)線(xian)(xian)性范圍越寬,則其量程越大(da),并且能保(bao)證一定的(de)測量精(jing)度。在選擇傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)時,當傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)種(zhong)類(lei)確定以(yi)后(hou)首先要(yao)看其量程是否滿足(zu)要(yao)求(qiu)。
但實際上(shang),任何傳(chuan)感器都不能保證絕(jue)對(dui)的(de)線(xian)性(xing)(xing),其(qi)線(xian)性(xing)(xing)度也(ye)是相對(dui)的(de)。當所要求測量精度比較低時,在一(yi)定的(de)范圍內(nei),可將非線(xian)性(xing)(xing)誤差較小(xiao)的(de)傳(chuan)感器近(jin)似看作線(xian)性(xing)(xing)的(de),這會給測量帶來極大的(de)方便(bian)。
傳感(gan)器使用一段時間后,其性能保持不變的能力稱為(wei)穩定性。影(ying)響傳感(gan)器長期穩定性的因素除(chu)傳感(gan)器本身結構(gou)外,主要是傳感(gan)器的使用環(huan)境。因此,要使傳感(gan)器具有(you)良好的穩定性,傳感(gan)器必須要有(you)較強(qiang)的環(huan)境適(shi)應能力。
在(zai)選(xuan)擇傳感器之前,應對其(qi)使(shi)用(yong)環境進行(xing)調(diao)查(cha),并根據具體的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)環境選(xuan)擇合適的(de)(de)(de)傳感器,或(huo)采取適當的(de)(de)(de)措施,減小環境的(de)(de)(de)影響(xiang)。
傳(chuan)感器的穩定性有(you)定量指標,在(zai)超過使用期后,在(zai)使用前應重新進行標定,以確定傳(chuan)感器的性能(neng)是(shi)否發生變化。
在某(mou)些要(yao)求(qiu)傳感(gan)器能(neng)長期(qi)使用而又不能(neng)輕易更換或(huo)標定的(de)場合,所選用的(de)傳感(gan)器穩(wen)定性要(yao)求(qiu)更嚴格,要(yao)能(neng)夠經(jing)受住長時間的(de)考驗。
精(jing)度是傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)一個(ge)(ge)重要(yao)的(de)性能指標,它是關系到整個(ge)(ge)測量(liang)(liang)(liang)系統(tong)測量(liang)(liang)(liang)精(jing)度的(de)一個(ge)(ge)重要(yao)環節。傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)精(jing)度越高,其價格越昂貴(gui),因此(ci),傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)精(jing)度只(zhi)要(yao)滿(man)足整個(ge)(ge)測量(liang)(liang)(liang)系統(tong)的(de)精(jing)度要(yao)求就(jiu)可以,不必選得過(guo)高。這樣就(jiu)可以在滿(man)足同一測量(liang)(liang)(liang)目(mu)的(de)的(de)諸(zhu)多傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)中選擇比較(jiao)便宜(yi)和簡單(dan)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)阿特拉斯(si)空(kong)壓(ya)機配件。
如(ru)果(guo)測(ce)量目(mu)的(de)(de)(de)是定性分析的(de)(de)(de),選用(yong)(yong)重(zhong)復(fu)精度高的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器即可(ke),不宜選用(yong)(yong)絕對量值(zhi)精度高的(de)(de)(de);如(ru)果(guo)是為了(le)定量分析,必(bi)須獲得(de)精確的(de)(de)(de)測(ce)量值(zhi),就需選用(yong)(yong)精度等級(ji)能滿足要求的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器。
對某(mou)些(xie)特殊使用場合,無法選到合適的(de)傳感(gan)器,則需自行設計制造傳感(gan)器。自制傳感(gan)器的(de)性能應滿足使用要求。
1.傳感器
能(neng)感受規(gui)定的被測量并按照一定的規(gui)律轉(zhuan)換成可用輸(shu)出信號(hao)的器件(jian)或裝置。通常有(you)敏感元件(jian)和轉(zhuan)換元件(jian)組成。
(1)敏感(gan)元(yuan)件是指傳感(gan)器中能直(zhi)接(或響(xiang)應)被測量的(de)部分。
(2)轉換元件指(zhi)傳感器中能(neng)較敏感元件感受(或(huo)響(xiang)應)的(de)被測量(liang)轉換成是與傳輸和(或(huo))測量(liang)的(de)電(dian)信號部分。
(3)當輸出為(wei)規(gui)定的標準信號(hao)時,則稱為(wei)變送器。
2.測量范(fan)圍
在允許(xu)誤差限內被測量值的范圍。
3.量程(cheng)
測量(liang)范圍上(shang)限值(zhi)和下(xia)限值(zhi)的代(dai)數差。
4.精確度
被測(ce)量的(de)測(ce)量結果與真值間的(de)一致程度(du)。
5.重復性(xing)
在(zai)所有下述條件下,對(dui)同(tong)一被測的(de)量進行多次連續測量所得結(jie)果之間的(de)符(fu)合程度(du):
相同測量方法;
相同觀測者(zhe);
相同測(ce)量儀器;
相同地點;
相同使用條件;
在短(duan)時期內的重復。
6.分辨力
傳感器在規定(ding)測(ce)(ce)量(liang)(liang)范圍內可能檢測(ce)(ce)出的(de)被(bei)測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)最小變化量(liang)(liang)。
7.閾值
能使傳(chuan)感器輸(shu)出端產生可測(ce)變化量的(de)被(bei)測(ce)量的(de)最(zui)小(xiao)變化量。
8.零位
使(shi)輸出的絕對(dui)值為最(zui)小的狀(zhuang)(zhuang)態,例如(ru)平衡狀(zhuang)(zhuang)態。
9.激勵
為使傳感器正常工作而(er)施(shi)加(jia)的外部(bu)能量(電壓或(huo)電流)。
10.最大激勵
在市內條件(jian)下,能夠施加到(dao)傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。
11.輸入阻抗
在輸(shu)出(chu)端短路時,傳感器輸(shu)入端測得的阻抗(kang)。
12.輸出(chu)
有傳感器產生的(de)與外加被測量(liang)成函數關(guan)系的(de)電量(liang)。
13.輸出阻抗(kang)
在輸入端短路時,傳感器輸出端測得的阻(zu)抗(kang)。
14.零點輸(shu)出
在室內條(tiao)件(jian)下,所加被(bei)測(ce)量為零時傳(chuan)感器的(de)輸出。
15.滯后
在規定的(de)范圍內,當被測量值增(zeng)加和減少時,輸出中出現的(de)最大差值。
16.遲后
輸出(chu)信號變化相對(dui)于輸入信號變化的時間延遲(chi)。
17.漂(piao)移
在(zai)一(yi)定的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔內,傳感器輸(shu)出(chu)中有與被測量無(wu)關的(de)不需要的(de)變化量。
18.零(ling)點漂移
在規定的時間(jian)間(jian)隔及室內條件下(xia)零點輸(shu)出時的變化。
19.靈敏度
傳感器(qi)輸出(chu)量(liang)的增量(liang)與相應的輸入量(liang)增量(liang)之比。
20.靈敏度漂移
由于靈敏(min)度(du)的(de)變化而引(yin)起的(de)校準曲線斜率的(de)變化。
21.熱靈敏度漂移
由于靈敏度的(de)變化而引起的(de)靈敏度漂(piao)移。
22.熱零點漂移
由于(yu)周圍溫度變化而引起的零點漂移。
23.線性(xing)度
校準曲線與某一規(gui)定(ding)直線一致的程度。
24.非線性度(du)
校(xiao)準曲(qu)線(xian)與某(mou)一規(gui)定直線(xian)偏離的程度。
25.長期穩定性
傳感器在規(gui)定的時間內仍能(neng)保持不超過允許(xu)誤差的能(neng)力(li)。
26.固有頻率
在無(wu)阻力時,傳(chuan)感器的自由(不加(jia)外力)振蕩頻率。
27.響應
輸出時被測(ce)量變化的特性。
28.補償溫度范圍
使傳感(gan)器保持量程和規定(ding)極限內(nei)的(de)零(ling)平衡(heng)所補償的(de)溫(wen)度范圍。
29.蠕變
當被測量(liang)機器多(duo)有環(huan)境(jing)條件保(bao)持恒定時,在規定時間內(nei)輸出(chu)量(liang)的變化。
30.絕緣電阻(zu)
如無其他(ta)規定,指(zhi)在(zai)室溫(wen)條件下(xia)施加(jia)規定的直流電壓時,從傳感器規定絕緣部分(fen)之間測得的電阻值。
環(huan)境給(gei)傳(chuan)感器造成的影響主要有(you)以下幾個方面:
(1)高(gao)溫(wen)環境對傳感器造成涂覆(fu)材料(liao)熔化(hua)、焊(han)點開化(hua)、彈性體內應(ying)力(li)發生結構變化(hua)等(deng)問題。對于高(gao)溫(wen)環境下工作的傳感器常采用耐高(gao)溫(wen)傳感器;另(ling)外,必(bi)須加有隔熱、水(shui)冷(leng)或(huo)氣冷(leng)等(deng)裝(zhuang)置(zhi)。
(2)粉(fen)塵、潮濕對傳感器(qi)造成短路的(de)(de)(de)影響。在此環境條件(jian)下應選用密閉性很高的(de)(de)(de)傳感器(qi)。不同的(de)(de)(de)傳感器(qi)其(qi)密封(feng)的(de)(de)(de)方式(shi)是(shi)不同的(de)(de)(de),其(qi)密閉性存在著很大差異。
常見的密封有密封膠充填(tian)或涂(tu)覆(fu);橡膠墊機械(xie)緊(jin)固密封;焊(han)(han)接(氬(ya)弧焊(han)(han)、等(deng)離子束(shu)焊(han)(han))和抽(chou)真(zhen)空充氮密封。
從密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)效果(guo)來看,焊接密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)為最佳(jia),充(chong)填(tian)涂(tu)覆(fu)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)膠為最差。對(dui)于室內(nei)干凈、干燥(zao)環境下工作的傳(chuan)感器(qi)(qi),可選擇(ze)涂(tu)膠密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的傳(chuan)感器(qi)(qi),而對(dui)于一些在潮濕、粉塵(chen)性(xing)較高的環境下工作的傳(chuan)感器(qi)(qi),應(ying)選擇(ze)膜(mo)片熱套密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)或膜(mo)片焊接密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)、抽真空(kong)充(chong)氮的傳(chuan)感器(qi)(qi)。
(3)在腐(fu)蝕(shi)性(xing)較高的環境下,如潮濕(shi)、酸性(xing)對傳感(gan)器(qi)(qi)造成彈性(xing)體受損(sun)或產生短路等影響,應(ying)選擇外表(biao)面進行過(guo)噴塑或不銹鋼外罩,抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能好(hao)且密閉性(xing)好(hao)的傳感(gan)器(qi)(qi)。
(4)電(dian)(dian)磁場對傳感器(qi)輸出紊亂信號(hao)的(de)影響。在此(ci)情況(kuang)下,應對傳感器(qi)的(de)屏蔽(bi)性進(jin)行嚴(yan)格檢查,看其是否具有良好的(de)抗(kang)電(dian)(dian)磁能(neng)力(li)。
(5)易燃(ran)、易爆(bao)(bao)(bao)不僅對傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)造成徹底性的(de)(de)(de)損(sun)害,而且(qie)還給其它設備和人身(shen)安(an)全造成很(hen)大(da)的(de)(de)(de)威脅(xie)。因此,在易燃(ran)、易爆(bao)(bao)(bao)環境下工(gong)作的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)對防(fang)爆(bao)(bao)(bao)性能提出了更高的(de)(de)(de)要求:在易燃(ran)、易爆(bao)(bao)(bao)環境下必(bi)須(xu)選用防(fang)爆(bao)(bao)(bao)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi),這(zhe)種傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)密封外罩不僅要考慮其密閉(bi)性,還要考慮到(dao)防(fang)爆(bao)(bao)(bao)強度(du),以(yi)及電纜線(xian)引出頭的(de)(de)(de)防(fang)水、防(fang)潮、防(fang)爆(bao)(bao)(bao)性等(deng)。
對傳感器數量和量程的選擇:
傳(chuan)感器數量(liang)的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)是根(gen)據(ju)電(dian)子(zi)衡器的(de)(de)(de)(de)用(yong)途、秤(cheng)(cheng)(cheng)體(ti)需要支撐(cheng)的(de)(de)(de)(de)點數(支撐(cheng)點數應(ying)根(gen)據(ju)使秤(cheng)(cheng)(cheng)體(ti)幾(ji)(ji)何重心和實(shi)際重心重合的(de)(de)(de)(de)原則(ze)而(er)確定(ding))而(er)定(ding)。一般來(lai)說,秤(cheng)(cheng)(cheng)體(ti)有(you)幾(ji)(ji)個(ge)(ge)(ge)支撐(cheng)點就(jiu)(jiu)選用(yong)幾(ji)(ji)只(zhi)傳(chuan)感器,但是對于一些(xie)特殊的(de)(de)(de)(de)秤(cheng)(cheng)(cheng)體(ti)如電(dian)子(zi)吊鉤秤(cheng)(cheng)(cheng)就(jiu)(jiu)只(zhi)能采用(yong)一個(ge)(ge)(ge)傳(chuan)感器,一些(xie)機電(dian)結合秤(cheng)(cheng)(cheng)就(jiu)(jiu)應(ying)根(gen)據(ju)實(shi)際情(qing)況來(lai)確定(ding)選用(yong)傳(chuan)感器的(de)(de)(de)(de)個(ge)(ge)(ge)數。
傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)量程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)選(xuan)擇可依(yi)據(ju)秤(cheng)的(de)(de)(de)最(zui)大稱(cheng)量值(zhi)、選(xuan)用傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)個數(shu)、秤(cheng)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)自重、可能(neng)產生的(de)(de)(de)最(zui)大偏載(zai)(zai)及動(dong)載(zai)(zai)等(deng)因素(su)綜合評價來(lai)(lai)確(que)定(ding)。一(yi)般(ban)來(lai)(lai)說,傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)量程(cheng)(cheng)越(yue)接近分(fen)配到每個傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)(he),其稱(cheng)量的(de)(de)(de)準確(que)度(du)就越(yue)高。但(dan)在(zai)實際使(shi)用時,由于加在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)上的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)(he)除被稱(cheng)物體(ti)(ti)外,還存在(zai)秤(cheng)體(ti)(ti)自重、皮重、偏載(zai)(zai)及振動(dong)沖擊等(deng)載(zai)(zai)荷(he)(he),因此(ci)選(xuan)用傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)量程(cheng)(cheng)時,要考慮諸多方面的(de)(de)(de)因素(su),保證傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)安全和(he)壽命(ming)。
傳感器量程的(de)(de)計(ji)算公式是在充分考慮到影響(xiang)秤體的(de)(de)各個因素后,經(jing)過大量的(de)(de)實驗而確(que)定的(de)(de)。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感(gan)器(qi)的額(e)定量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物(wu)體凈(jing)重的最大值
N-秤體所采用(yong)支撐點的數量(liang)
K-0—保險系數,一般取值在1.2~1.3之間(jian)
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的(de)重心偏移(yi)系(xi)數
K-3—風壓系數
根據經(jing)驗,一(yi)般應(ying)使傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)作在(zai)(zai)其30%~70%量(liang)程(cheng)內,但對于一(yi)些在(zai)(zai)使用過程(cheng)中存在(zai)(zai)較大沖擊力的衡(heng)器(qi),如動態軌道衡(heng)、動態汽車(che)衡(heng)、鋼材秤(cheng)等,在(zai)(zai)選(xuan)用傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)時(shi),一(yi)般要擴大其量(liang)程(cheng),使傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)作在(zai)(zai)其量(liang)程(cheng)的20%~30%之內,使傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的稱量(liang)儲備量(liang)增大,以保證傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的使用安全和壽命。
要考慮(lv)各種類型傳感(gan)器(qi)的適用范圍(wei):
傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)準確(que)度(du)等(deng)級包括傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)非(fei)線形、蠕(ru)變、蠕(ru)變恢(hui)復(fu)、滯后、重復(fu)性、靈敏度(du)等(deng)技術指標(biao)。在(zai)選用(yong)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)時(shi)候,不要(yao)(yao)單純(chun)追求高等(deng)級的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器,而既要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)滿(man)足電(dian)子秤(cheng)的(de)(de)準確(que)度(du)要(yao)(yao)求,又要(yao)(yao)考(kao)慮(lv)其(qi)成本。
對傳感器等級的選擇必須滿(man)足(zu)下(xia)列兩個條件:
1.滿足儀表(biao)輸(shu)入(ru)的(de)要(yao)求(qiu)。稱重顯示(shi)儀表(biao)是對(dui)傳(chuan)感器的(de)輸(shu)出(chu)(chu)信號經過(guo)放大、A/D轉換等處理之(zhi)后顯示(shi)稱量結果的(de)。因此,傳(chuan)感器的(de)輸(shu)出(chu)(chu)信號必須大于(yu)或等于(yu)儀表(biao)要(yao)求(qiu)的(de)輸(shu)入(ru)信號大小,即(ji)將(jiang)傳(chuan)感器的(de)輸(shu)出(chu)(chu)靈(ling)敏度代人傳(chuan)感器和儀表(biao)的(de)匹配公(gong)式,計算結果須大于(yu)或等于(yu)儀表(biao)要(yao)求(qiu)的(de)輸(shu)入(ru)靈(ling)敏度。
2.滿(man)足整臺電子(zi)秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)準(zhun)(zhun)確度的要(yao)(yao)(yao)求。一(yi)臺電子(zi)秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)主要(yao)(yao)(yao)是由秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)體、傳感(gan)器、儀(yi)表三部分組成,在對(dui)傳感(gan)器準(zhun)(zhun)確度選(xuan)擇(ze)的時候,應使(shi)傳感(gan)器的準(zhun)(zhun)確度略高于理論計算值,因為理論往往受到(dao)(dao)客觀條件的限制,如秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)體的強度差一(yi)點,儀(yi)表的性(xing)能不是很好、秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的工(gong)作環境比較惡劣等因素都直接影響到(dao)(dao)秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的準(zhun)(zhun)確度要(yao)(yao)(yao)求,因此要(yao)(yao)(yao)從各(ge)方面提(ti)高要(yao)(yao)(yao)求,又要(yao)(yao)(yao)考慮經濟(ji)效益,確保(bao)達到(dao)(dao)目的。
與傳感器(qi)相關的現行國家標準
GB/T14479-1993傳感(gan)器圖(tu)用圖(tu)形符號
GB/T15478-1995壓力傳(chuan)感器性能試驗方法
GB/T15768-1995電容(rong)式(shi)濕(shi)敏元件與濕(shi)度傳感器總(zong)規范
GB/T15865-1995攝像機(PAL/SECAM/NTSC)測量(liang)方(fang)法第1部分:非廣播單傳感器攝像機
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GB/T13823.9-1994振動與沖擊傳(chuan)感器的(de)校準方法橫向(xiang)沖擊靈敏度測(ce)試(shi)
GB/T13823.12-1995振(zhen)動與沖擊傳感器的(de)校準方法安(an)裝在鋼塊上(shang)的(de)無阻(zu)尼加速度計共(gong)振(zhen)頻率測試
GB/T13823.14-1995振動與沖擊(ji)傳感器的校準方法(fa)(fa)離(li)心機法(fa)(fa)一次(ci)校準
GB/T13823.15-1995振動與沖擊(ji)傳感器(qi)的校準方法(fa)瞬變溫(wen)度靈敏度測試法(fa)
GB/T13823.16-1995振(zhen)動與沖擊(ji)傳感(gan)器(qi)的校準方法(fa)溫度(du)響(xiang)應(ying)比較測(ce)試(shi)法(fa)
GB/T13866-1992振動(dong)與(yu)沖(chong)擊測量(liang)描述慣性式傳感器特性的規定
中國傳感器(qi)產業正(zheng)處于由(you)傳統型向新(xin)型傳感器(qi)發(fa)展(zhan)的關(guan)鍵階段,它體現了(le)新(xin)型傳感器(qi)向微型化、多功能(neng)化、數(shu)字化、智能(neng)化、系統化和(he)網絡化發(fa)展(zhan)的總趨勢。傳感器(qi)技(ji)(ji)術歷經了(le)多年的發(fa)展(zhan),其技(ji)(ji)術的發(fa)展(zhan)大(da)體可分三代:
第(di)一(yi)代是結構(gou)(gou)型傳感(gan)器,它(ta)利(li)用結構(gou)(gou)參量變化來感(gan)受和轉(zhuan)化信號(hao)。
第二代是上70年代發展起來的固體(ti)型傳感(gan)(gan)器(qi)(qi),這種(zhong)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)由(you)半導(dao)體(ti)、電介質、磁性材料(liao)等固體(ti)元(yuan)件構成(cheng)(cheng),是利用材料(liao)某些(xie)特性制(zhi)成(cheng)(cheng)。如:利用熱電效(xiao)(xiao)應(ying)、霍(huo)爾效(xiao)(xiao)應(ying)、光敏效(xiao)(xiao)應(ying),分別制(zhi)成(cheng)(cheng)熱電偶(ou)傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)、霍(huo)爾傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)、光敏傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)。
第三代傳感器是以后剛(gang)剛(gang)發展起(qi)來(lai)的智能型傳感器,是微型計算(suan)機技(ji)(ji)術與(yu)檢(jian)測(ce)技(ji)(ji)術相結合的產物,使傳感器具有一定的人工智能。
傳感器技(ji)術(shu)及其產(chan)業的特點可以歸納為:基礎、應用兩頭(tou)依附;技(ji)術(shu)、投資兩個密集;產(chan)品(pin)、產(chan)業兩大分散。
基礎(chu)依附,是指傳感(gan)(gan)器技(ji)術(shu)的發展(zhan)依附于敏感(gan)(gan)機理、敏感(gan)(gan)材料(liao)、工藝設備和計測技(ji)術(shu)這四(si)(si)塊(kuai)基石。敏感(gan)(gan)機理千差萬(wan)別(bie),敏感(gan)(gan)材料(liao)多(duo)種多(duo)樣,工藝設備各(ge)不相同(tong),計測技(ji)術(shu)大相徑庭,沒有(you)上述(shu)四(si)(si)塊(kuai)基石的支撐,傳感(gan)(gan)器技(ji)術(shu)難以(yi)為繼。
應用(yong)依附是指傳感器技術基(ji)本上(shang)屬于(yu)(yu)應用(yong)技術,其市場(chang)(chang)開發(fa)多依賴于(yu)(yu)檢測裝(zhuang)置和自動控制系統的應用(yong),才能真正體現出它的高附加效益并形成現實(shi)市場(chang)(chang)。也即發(fa)展傳感器技術要以市場(chang)(chang)為導向,實(shi)行需求牽引。
技術密(mi)集是指傳感器(qi)在研制和制造(zao)過程中技術的多樣性(xing)、邊緣性(xing)、綜合性(xing)和技藝性(xing)。它是多種高技術的集合產物。由于技術密(mi)集也自然要求人才密(mi)集。
投(tou)(tou)資密集(ji)是指研究開(kai)發和生產(chan)(chan)某一種傳感器產(chan)(chan)品要求(qiu)一定的投(tou)(tou)資強度,尤(you)其(qi)是在工程化研究以及建立規模經濟生產(chan)(chan)線時,更要求(qiu)較大的投(tou)(tou)資。
產(chan)品(pin)結構和(he)產(chan)業結構的(de)兩大分散是指(zhi)傳感器產(chan)品(pin)門類(lei)品(pin)種繁多(共10大類(lei)、42小類(lei)近6000個品(pin)種),其應用滲(shen)透到各個產(chan)業部門,它(ta)的(de)發展既有各產(chan)業發展的(de)推(tui)動力,又強烈地(di)依賴于各產(chan)業的(de)支(zhi)撐作用。只有按照市場需求,不斷調整產(chan)業結構和(he)產(chan)品(pin)結構,才能實現傳感器產(chan)業的(de)全(quan)面、協調、持(chi)續發展。