國家標準GB7665-87對傳感器下的(de)(de)定(ding)(ding)(ding)義是:“能感受(shou)規定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)被(bei)測量并按(an)照一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)規律(數學函數法則(ze))轉換(huan)(huan)成可用(yong)信號的(de)(de)器件(jian)(jian)或裝置(zhi),通常由(you)敏感元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)和轉換(huan)(huan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)組成”。
中(zhong)國物聯(lian)網校(xiao)企聯(lian)盟認為,傳(chuan)感器(qi)的存在和(he)發展,讓物體有了(le)(le)觸覺、味覺和(he)嗅(xiu)覺等感官,讓物體慢(man)慢(man)變得活(huo)了(le)(le)起(qi)來。”
“傳感(gan)器(qi)”在新韋式大詞典中(zhong)定義為(wei):“從一(yi)個系統接受功(gong)率,通常以另一(yi)種(zhong)形(xing)式將功(gong)率送到第二個系統中(zhong)的器(qi)件(jian)”。
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)自身的感(gan)覺器(qi)(qi)官,在(zai)研究自然現(xian)象和規律以(yi)及生產(chan)活動中(zhong)它們(men)的功能就遠遠不夠了(le)。為(wei)適應這種情況,就需(xu)要傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。因此可以(yi)說,傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是(shi)人類五官的延長,又(you)稱之(zhi)為(wei)電五官。
新(xin)技術革命的(de)(de)到來,世界開始進(jin)入信(xin)息(xi)時代。在利用信(xin)息(xi)的(de)(de)過程(cheng)中,首(shou)先要(yao)解決的(de)(de)就(jiu)是(shi)要(yao)獲取準(zhun)確(que)可靠(kao)的(de)(de)信(xin)息(xi),而傳感(gan)器是(shi)獲取自然和生產領域中信(xin)息(xi)的(de)(de)主要(yao)途(tu)徑與手段(duan)。
在(zai)現代工業生(sheng)產(chan)(chan)尤(you)其是自(zi)動化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)過程中,要用各(ge)種傳感器來(lai)監(jian)視和(he)控制生(sheng)產(chan)(chan)過程中的(de)各(ge)個參數,使(shi)設(she)備(bei)工作(zuo)在(zai)正常狀態(tai)或最(zui)佳狀態(tai),并使(shi)產(chan)(chan)品達到最(zui)好的(de)質(zhi)量。因此可以說,沒有眾(zhong)多的(de)優良的(de)傳感器,現代化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)也就失去了基礎。
在(zai)(zai)基礎(chu)學(xue)科(ke)研(yan)究(jiu)中(zhong),傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器更(geng)具(ju)有突出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地位。現代科(ke)學(xue)技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展,進入(ru)了(le)許(xu)多新(xin)領域:例如在(zai)(zai)宏觀(guan)上要觀(guan)察(cha)上千光年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)茫(mang)茫(mang)宇(yu)宙,微觀(guan)上要觀(guan)察(cha)小到(dao)fm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子世界,縱向上要觀(guan)察(cha)長達數十萬年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天體演化,短到(dao)s的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬間反應。此外,還出(chu)現了(le)對深化物(wu)質認識、開拓新(xin)能源、新(xin)材料等(deng)具(ju)有重要作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種極(ji)端技術研(yan)究(jiu),如超(chao)(chao)高(gao)溫、超(chao)(chao)低溫、超(chao)(chao)高(gao)壓(ya)、超(chao)(chao)高(gao)真(zhen)空、超(chao)(chao)強磁(ci)場、超(chao)(chao)弱(ruo)磁(ci)場等(deng)等(deng)。顯(xian)然,要獲取(qu)大量(liang)人(ren)類感(gan)(gan)官無法直接獲取(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息,沒有相適應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器是不可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。許(xu)多基礎(chu)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)障礙,首先就在(zai)(zai)于對象信(xin)息的(de)(de)(de)(de)(de)(de)獲取(qu)存(cun)在(zai)(zai)困(kun)難,而一些新(xin)機理和高(gao)靈敏度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢測傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現,往(wang)往(wang)會(hui)導致該領域內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破(po)。一些傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展,往(wang)往(wang)是一些邊緣學(xue)科(ke)開發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)先驅。
傳(chuan)感(gan)器早已滲透到諸如工業生產、宇宙(zhou)開發、海洋探測、環境保護(hu)、資(zi)源調查、醫學診(zhen)斷、生物工程、甚至文物保護(hu)等(deng)等(deng)極(ji)其之(zhi)泛的(de)領域(yu)。可以毫不夸張地說,從茫茫的(de)太空,到浩(hao)瀚的(de)海洋,以至各種復雜的(de)工程系統,幾乎每(mei)一個現(xian)代化項目,都離不開各種各樣的(de)傳(chuan)感(gan)器。
由(you)此可見(jian),傳感(gan)器(qi)技術(shu)(shu)在發(fa)(fa)展經濟、推動社會(hui)進步(bu)方面的(de)重(zhong)(zhong)要作用(yong),是十(shi)分明(ming)顯的(de)。世界各國都十(shi)分重(zhong)(zhong)視這一(yi)領域的(de)發(fa)(fa)展。相信(xin)不久的(de)將(jiang)來,傳感(gan)器(qi)技術(shu)(shu)將(jiang)會(hui)出現一(yi)個飛躍,達到與(yu)其重(zhong)(zhong)要地(di)位相稱的(de)新水平。
傳感(gan)器的(de)特點包括(kuo):微(wei)型化(hua)、數字化(hua)、智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)、多功(gong)(gong)能(neng)(neng)化(hua)、系(xi)(xi)統(tong)化(hua)、網絡化(hua),它不僅促(cu)進了傳統(tong)產業的(de)改(gai)造和更新換代,而且還可能(neng)(neng)建(jian)立(li)新型工業,從而成為(wei)21世紀新的(de)經濟增長(chang)點。微(wei)型化(hua)是建(jian)立(li)在微(wei)電子機械系(xi)(xi)統(tong)(MEMS)技術基礎(chu)上的(de),已成功(gong)(gong)應用(yong)在硅器件上做(zuo)成硅壓力傳感(gan)器。
傳感(gan)器(qi)一(yi)般由敏感(gan)元件(jian)、轉換(huan)元件(jian)、變(bian)換(huan)電路和輔助電源四部分(fen)組成,如(ru)圖1所(suo)示(shi)。
敏感元件(jian)(jian)直接感受被測量(liang),并輸出(chu)與被測量(liang)有(you)確定關系的物理量(liang)信(xin)(xin)號(hao)(hao);轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)元件(jian)(jian)將敏感元件(jian)(jian)輸出(chu)的物理量(liang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)為電(dian)信(xin)(xin)號(hao)(hao);變換(huan)(huan)電(dian)路(lu)負責對轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)元件(jian)(jian)輸出(chu)的電(dian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)進行放(fang)大調(diao)制(zhi);轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)元件(jian)(jian)和變換(huan)(huan)電(dian)路(lu)一(yi)般還需(xu)要輔助電(dian)源供電(dian)。
常將傳感器的功能(neng)與人類5大(da)感覺(jue)器官相比擬:
光敏(min)傳感(gan)器——視(shi)覺
聲敏傳感器——聽覺
氣敏(min)傳感(gan)器——嗅覺
化學傳(chuan)感器(qi)——味覺
壓敏、溫敏、流體傳感器(qi)——觸覺
敏感元(yuan)件的(de)分類:
物理(li)類,基于力、熱(re)、光(guang)、電、磁和聲等物理(li)效(xiao)應(ying)。
化學類,基于化學反應的原理。
生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能(neng)。
通(tong)常據其基(ji)本感知功能可(ke)分為熱敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、光敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、氣敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、力敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、磁敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、濕敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、聲敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、放(fang)射線敏(min)感元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)、色敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)和味敏(min)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)等十大類(lei)(還有人曾將敏(min)感元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)分46類(lei))。
電(dian)(dian)阻式(shi)傳感器是(shi)將被(bei)測量,如位移、形變、力、加速(su)度、濕度、溫度等這些物理(li)量轉換式(shi)成電(dian)(dian)阻值這樣的(de)一種器件。主要有電(dian)(dian)阻應變式(shi)、壓阻式(shi)、熱電(dian)(dian)阻、熱敏、氣敏、濕敏等電(dian)(dian)阻式(shi)傳感器件。
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,再將采樣值通過電(dian)纜、光(guang)纖(xian)等傳輸(shu)(shu)系(xi)統(tong)與(yu)數(shu)字量輸(shu)(shu)入(ru)二(er)次儀表(biao)相連,數(shu)字量輸(shu)(shu)入(ru)二(er)次儀表(biao)對電(dian)壓、電(dian)流的采樣值進(jin)行運(yun)算,可以獲取電(dian)壓有(you)效(xiao)值、電(dian)流有(you)效(xiao)值、基(ji)(ji)波(bo)電(dian)壓、基(ji)(ji)波(bo)電(dian)流、諧波(bo)電(dian)壓、諧波(bo)電(dian)流、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)、基(ji)(ji)波(bo)功(gong)(gong)率(lv)、諧波(bo)功(gong)(gong)率(lv)等參數(shu)。
稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)是一種能夠將重(zhong)力(li)轉變為(wei)電(dian)(dian)信號的(de)力(li)→電(dian)(dian)轉換裝置,是電(dian)(dian)子(zi)衡器(qi)(qi)的(de)一個關鍵部(bu)件。
能夠(gou)實現力(li)→電(dian)(dian)(dian)轉換的(de)傳感器(qi)(qi)(qi)有多種,常見(jian)的(de)有電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)、電(dian)(dian)(dian)磁力(li)式(shi)和電(dian)(dian)(dian)容式(shi)等(deng)。電(dian)(dian)(dian)磁力(li)式(shi)主要(yao)用(yong)于電(dian)(dian)(dian)子天平,電(dian)(dian)(dian)容式(shi)用(yong)于部分(fen)電(dian)(dian)(dian)子吊秤(cheng),而絕(jue)大(da)多數衡(heng)器(qi)(qi)(qi)產(chan)品所(suo)用(yong)的(de)還是電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)(qi)。電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)(qi)結構較簡單,準確度(du)高,適用(yong)面廣,且(qie)能夠(gou)在相對比(bi)較差的(de)環境下(xia)使用(yong)。因此電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)(qi)在衡(heng)器(qi)(qi)(qi)中得到(dao)了廣泛地運用(yong)。
傳感器中(zhong)的電(dian)阻(zu)應(ying)變(bian)片具有(you)(you)金(jin)屬的應(ying)變(bian)效應(ying),即在外力作用(yong)下產生機(ji)械形變(bian),從而使電(dian)阻(zu)值隨之(zhi)發生相應(ying)的變(bian)化(hua)。電(dian)阻(zu)應(ying)變(bian)片主要有(you)(you)金(jin)屬和(he)半導(dao)體兩類,金(jin)屬應(ying)變(bian)片有(you)(you)金(jin)屬絲式(shi)、箔(bo)式(shi)、薄膜式(shi)之(zhi)分。半導(dao)體應(ying)變(bian)片具有(you)(you)靈敏度高(gao)(通常是絲式(shi)、箔(bo)式(shi)的幾十(shi)倍)、橫向效應(ying)小等優點。
壓阻式(shi)傳感(gan)器是根(gen)據半導(dao)體材料(liao)(liao)的壓阻效應(ying)在半導(dao)體材料(liao)(liao)的基(ji)片(pian)上經擴散電(dian)(dian)阻而(er)制(zhi)成的器件。其基(ji)片(pian)可直接作為測量傳感(gan)元件,擴散電(dian)(dian)阻在基(ji)片(pian)內接成電(dian)(dian)橋形式(shi)。當基(ji)片(pian)受到外力作用而(er)產生(sheng)(sheng)形變時,各(ge)電(dian)(dian)阻值將發生(sheng)(sheng)變化,電(dian)(dian)橋就會產生(sheng)(sheng)相應(ying)的不平衡輸出。
用作(zuo)壓阻式傳(chuan)感器的基片(pian)(或稱(cheng)膜片(pian))材(cai)料(liao)主(zhu)要為硅片(pian)和鍺(zang)片(pian),硅片(pian)為敏感材(cai)料(liao)而制成的硅壓阻傳(chuan)感器越來(lai)越受(shou)到人們的重視,尤其是以測(ce)量壓力(li)和速度(du)的固態壓阻式傳(chuan)感器應用最為普遍。
熱電(dian)阻測溫是基(ji)于金(jin)屬導體的(de)電(dian)阻值隨溫度的(de)增加而增加這一(yi)特(te)性(xing)來(lai)進行(xing)溫度測量的(de)。
熱電(dian)阻(zu)大都由純金(jin)屬材(cai)料(liao)制成,應用最(zui)多的是鉑(bo)和銅,此外,已(yi)開(kai)始(shi)采用鎳(nie)、錳和銠等材(cai)料(liao)制造熱電(dian)阻(zu)。
熱電阻(zu)傳感(gan)器主要是利用電阻(zu)值(zhi)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)變化而變化這一(yi)特性來測(ce)(ce)量溫(wen)(wen)度(du)(du)及與(yu)溫(wen)(wen)度(du)(du)有(you)關(guan)的參數。在溫(wen)(wen)度(du)(du)檢測(ce)(ce)精度(du)(du)要求(qiu)比(bi)較(jiao)高的場合(he),這種(zhong)傳感(gan)器比(bi)較(jiao)適用。較(jiao)為(wei)廣泛的熱電阻(zu)材(cai)料為(wei)鉑、銅、鎳等(deng)(deng),它們(men)具有(you)電阻(zu)溫(wen)(wen)度(du)(du)系數大、線性好、性能(neng)穩定、使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍寬、加工容易等(deng)(deng)特點。用于測(ce)(ce)量-200℃~+500℃范圍內(nei)的溫(wen)(wen)度(du)(du)。
熱(re)電阻傳感器分類:
1、NTC熱電阻傳感(gan)器:
該類傳(chuan)(chuan)感(gan)器為(wei)負溫度系數傳(chuan)(chuan)感(gan)器,即傳(chuan)(chuan)感(gan)器阻(zu)值隨溫度的升(sheng)高而(er)減小。
2、PTC熱電(dian)阻(zu)傳感器(qi):
該類傳感(gan)器(qi)為正溫(wen)度系(xi)數傳感(gan)器(qi),即傳感(gan)器(qi)阻值(zhi)隨(sui)溫(wen)度的(de)升高(gao)而增(zeng)大。
利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和(he)測量電(dian)路組成。激光傳感器是新型測量儀表(biao),它的優點是能實現(xian)無接(jie)觸遠(yuan)距離(li)測量,速度(du)快,精度(du)高,量程大,抗光、電(dian)干擾能力(li)強(qiang)等。
激光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感(gan)器工作時,先由激光(guang)(guang)(guang)發射(she)二(er)(er)極管(guan)對準目標發射(she)激光(guang)(guang)(guang)脈沖。經目標反(fan)射(she)后激光(guang)(guang)(guang)向各方向散射(she)。部(bu)分(fen)散射(she)光(guang)(guang)(guang)返回到傳(chuan)感(gan)器接(jie)收(shou)器,被(bei)光(guang)(guang)(guang)學(xue)系統接(jie)收(shou)后成像到雪崩(beng)光(guang)(guang)(guang)電(dian)二(er)(er)極管(guan)上。雪崩(beng)光(guang)(guang)(guang)電(dian)二(er)(er)極管(guan)是一種(zhong)內部(bu)具有放大功(gong)能的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器,因此(ci)它(ta)能檢測極其(qi)微弱的(de)光(guang)(guang)(guang)信號,并將其(qi)轉化為相應的(de)電(dian)信號。
利用(yong)激光的(de)高方向性、高單色性和高亮度(du)等(deng)(deng)特點可(ke)實現無(wu)接觸遠距(ju)(ju)離測量。激光傳感器常用(yong)于(yu)長度(du)(ZLS-Px)、距(ju)(ju)離(LDM4x)、振(zhen)動(dong)(ZLDS10X)、速度(du)(LDM30x)、方位等(deng)(deng)物(wu)(wu)理量的(de)測量,還(huan)可(ke)用(yong)于(yu)探(tan)傷和大氣污染物(wu)(wu)的(de)監(jian)測等(deng)(deng)。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,廣泛地應(ying)用(yong)于工(gong)業自動化(hua)技術(shu)、檢(jian)測(ce)技術(shu)及信息處理(li)等(deng)方面。霍爾效(xiao)應(ying)是研究半(ban)導(dao)(dao)體材料性(xing)能的基(ji)本(ben)方法。通過霍爾效(xiao)應(ying)實驗(yan)測(ce)定的霍爾系數,能夠判斷半(ban)導(dao)(dao)體材料的導(dao)(dao)電(dian)類型(xing)、載流子濃(nong)度及載流子遷移率等(deng)重要參數。
霍(huo)爾(er)傳感(gan)器(qi)分(fen)為線性型(xing)霍(huo)爾(er)傳感(gan)器(qi)和開(kai)關型(xing)霍(huo)爾(er)傳感(gan)器(qi)兩種。
1、線(xian)性型霍爾(er)傳感器(qi)(qi)(qi)由霍爾(er)元件、線(xian)性放大器(qi)(qi)(qi)和射極(ji)跟(gen)隨器(qi)(qi)(qi)組成,它(ta)輸出模擬(ni)量。
2、開關型霍爾傳感(gan)器由穩壓器、霍爾元(yuan)件(jian)、差分放大器,斯密特觸(chu)發器和輸出級組成(cheng),它輸出數字(zi)量。
霍(huo)爾(er)(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)隨磁場強度的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)而變(bian)(bian)(bian)化(hua),磁場越強,電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)越高,磁場越弱,電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)越低(di)。霍(huo)爾(er)(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)值很小,通常只有(you)幾個毫伏,但經集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的(de)(de)放大器(qi)放大,就(jiu)(jiu)能使該電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)放大到(dao)足以輸出(chu)較強的(de)(de)信號。若使霍(huo)爾(er)(er)集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)起傳(chuan)(chuan)感作用(yong),需要用(yong)機械的(de)(de)方(fang)法來改(gai)變(bian)(bian)(bian)磁場強度。下圖(tu)所示(shi)的(de)(de)方(fang)法是(shi)用(yong)一個轉動的(de)(de)葉輪(lun)作為控制(zhi)磁通量的(de)(de)開關,當葉輪(lun)葉片(pian)處(chu)于(yu)磁鐵和霍(huo)爾(er)(er)集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)之間的(de)(de)氣隙中(zhong)時(shi),磁場偏(pian)離集(ji)成(cheng)(cheng)片(pian),霍(huo)爾(er)(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)消失。這樣,霍(huo)爾(er)(er)集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua),就(jiu)(jiu)能表示(shi)出(chu)葉輪(lun)驅動軸的(de)(de)某一位置(zhi),利用(yong)這一工作原理,可將霍(huo)爾(er)(er)集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)片(pian)用(yong)作用(yong)點(dian)火正時(shi)傳(chuan)(chuan)感器(qi)。霍(huo)爾(er)(er)效應傳(chuan)(chuan)感器(qi)屬于(yu)被動型傳(chuan)(chuan)感器(qi),它要有(you)外加電(dian)(dian)(dian)源(yuan)才能工作,這一特(te)點(dian)使它能檢(jian)測(ce)轉速(su)低(di)的(de)(de)運轉情況。
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)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)用于測量(liang)蒸(zheng)發器(qi)(qi)和冷凝器(qi)(qi)的(de)(de)管壁溫(wen)(wen)度(du)。室溫(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)和管溫(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)形(xing)狀不同(tong)(tong),但溫(wen)(wen)度(du)特性(xing)基本一(yi)致(zhi)。按溫(wen)(wen)度(du)特性(xing)劃分(fen),美的(de)(de)使(shi)用的(de)(de)室溫(wen)(wen)管溫(wen)(wen)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)有二(er)種類型:1.常數B值為4100K±3%,基準電(dian)阻(zu)為25℃對應電(dian)阻(zu)10KΩ±3%。在0℃和55℃對應電(dian)阻(zu)公(gong)差約(yue)為±7%;而0℃以下及55℃以上,對于不同(tong)(tong)的(de)(de)供(gong)應商(shang),電(dian)阻(zu)公(gong)差會(hui)有一(yi)定的(de)(de)差別。溫(wen)(wen)度(du)越(yue)高(gao),阻(zu)值越(yue)小;溫(wen)(wen)度(du)越(yue)低,阻(zu)值越(yue)大。離25℃越(yue)遠,對應電(dian)阻(zu)公(gong)差范圍越(yue)大。
2、排氣(qi)(qi)溫度(du)傳感(gan)器:排氣(qi)(qi)溫度(du)傳感(gan)器用于測量壓(ya)縮機頂部的(de)排氣(qi)(qi)溫度(du),常數B值為(wei)3950K±3%,基準電阻為(wei)90℃對應電阻5KΩ±3%。
3、模(mo)(mo)塊溫度傳感器:模(mo)(mo)塊溫度傳感器用于(yu)測量變頻模(mo)(mo)塊(IGBT或IPM)的溫度,用的感溫頭(tou)的型號是(shi)602F-3500F,基準電阻為25℃對應電阻6KΩ±1%。幾個(ge)典型溫度的對應阻值分別是(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。
溫度傳(chuan)感器的種類(lei)很(hen)多(duo),經常使(shi)用(yong)(yong)的有熱電阻(zu):PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱電偶:B、E、J、K、S等(deng)。溫度傳(chuan)感器不(bu)但種類(lei)繁多(duo),而且(qie)組合形式多(duo)樣,應(ying)根據不(bu)同的場(chang)所選用(yong)(yong)合適的產(chan)品。
測溫(wen)原(yuan)理(li):根(gen)據電阻阻值、熱(re)電偶的(de)(de)電勢(shi)隨溫(wen)度(du)不同發(fa)生有規(gui)律的(de)(de)變化(hua)的(de)(de)原(yuan)理(li),我們(men)可以得(de)到所需要測量(liang)的(de)(de)溫(wen)度(du)值。
無線(xian)溫(wen)度(du)傳感(gan)器將控制對象(xiang)的(de)(de)溫(wen)度(du)參數變成電(dian)(dian)信(xin)號,并對接(jie)(jie)收(shou)終端發送(song)無線(xian)信(xin)號,對系統實行檢測(ce)、調節(jie)和(he)控制。可直接(jie)(jie)安(an)裝在一般工業(ye)熱(re)電(dian)(dian)阻、熱(re)電(dian)(dian)偶的(de)(de)接(jie)(jie)線(xian)盒(he)內,與現場傳感(gan)元件構成一體(ti)化結構。通常和(he)無線(xian)中繼(ji)、接(jie)(jie)收(shou)終端、通信(xin)串口、電(dian)(dian)子計算機等配套使用(yong),這樣不(bu)僅節(jie)省了補(bu)償導線(xian)和(he)電(dian)(dian)纜(lan),而且(qie)減少了信(xin)號傳遞(di)失真(zhen)和(he)干擾,從而獲(huo)的(de)(de)了高精度(du)的(de)(de)測(ce)量結果(guo)。
無線溫度(du)傳(chuan)感器(qi)(qi)廣(guang)泛應用于化(hua)工、冶(ye)金、石油、電力(li)、水處(chu)理(li)、制藥、食品等自(zi)動(dong)化(hua)行業。例如:高壓電纜(lan)上的(de)(de)(de)溫度(du)采集(ji);水下等惡(e)劣環(huan)境的(de)(de)(de)溫度(du)采集(ji);運動(dong)物(wu)體上的(de)(de)(de)溫度(du)采集(ji);不易連線通過(guo)的(de)(de)(de)空間傳(chuan)輸傳(chuan)感器(qi)(qi)數據;單純為降低布線成(cheng)本選用的(de)(de)(de)數據采集(ji)方案;沒(mei)有(you)交流電源的(de)(de)(de)工作場合的(de)(de)(de)數據測量;便攜式(shi)非固(gu)定場所數據測量。
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(yi)來測試(shi)技術(shu)的研究和實際(ji)經驗(yan)而提出來的。是一個相對(dui)獨立的智能(neng)單元,它(ta)的出現(xian)對(dui)原來硬件(jian)性(xing)(xing)能(neng)苛刻要求有所減輕,而靠(kao)軟件(jian)幫助可以(yi)使傳感器的性(xing)(xing)能(neng)大幅度提高。
1、信(xin)息存儲(chu)和傳輸(shu)——隨著(zhu)全智(zhi)能(neng)集散控(kong)制系統(SmartDistributedSystem)的飛速發展,對智(zhi)能(neng)單元要求具備通(tong)(tong)信(xin)功(gong)能(neng),用通(tong)(tong)信(xin)網絡以數(shu)字(zi)形式進行雙向(xiang)通(tong)(tong)信(xin),這(zhe)也是智(zhi)能(neng)傳感(gan)器關鍵標志之(zhi)一(yi)。智(zhi)能(neng)傳感(gan)器通(tong)(tong)過測試數(shu)據傳輸(shu)或(huo)接收指令來實現各項功(gong)能(neng)。如增(zeng)益(yi)的設(she)置、補償參數(shu)的設(she)置、內檢參數(shu)設(she)置、測試數(shu)據輸(shu)出等(deng)。
2、自(zi)補償和計(ji)算(suan)功能——多(duo)年來從(cong)事傳(chuan)感器(qi)(qi)研制的(de)(de)工(gong)程技術人(ren)員一直(zhi)為傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)溫度漂(piao)移(yi)和輸出(chu)非(fei)線(xian)性作大量的(de)(de)補償工(gong)作,但都沒(mei)有從(cong)根本上(shang)解決問題。而(er)智能傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)自(zi)補償和計(ji)算(suan)功能為傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)溫度漂(piao)移(yi)和非(fei)線(xian)性補償開辟了新(xin)的(de)(de)道路。這樣,放寬(kuan)傳(chuan)感器(qi)(qi)加工(gong)精密度要(yao)求,只(zhi)要(yao)能保證傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)重復性好,利(li)用(yong)微處理器(qi)(qi)對測(ce)試(shi)的(de)(de)信號通過(guo)軟件計(ji)算(suan),采用(yong)多(duo)次擬合和差值計(ji)算(suan)方(fang)法對漂(piao)移(yi)和非(fei)線(xian)性進行補償,從(cong)而(er)能獲得較精確的(de)(de)測(ce)量結果壓力傳(chuan)感器(qi)(qi)。
3、自檢(jian)、自校、自診斷(duan)功能——普通(tong)傳(chuan)感器(qi)(qi)需要定期檢(jian)驗(yan)和標(biao)定,以保證(zheng)它在正常使(shi)用(yong)(yong)時足(zu)夠的(de)準確(que)度,這些工作一般要求將(jiang)傳(chuan)感器(qi)(qi)從使(shi)用(yong)(yong)現(xian)場拆(chai)卸送到實驗(yan)室或檢(jian)驗(yan)部(bu)門進(jin)行。對于在線測量傳(chuan)感器(qi)(qi)出現(xian)異常則不能及時診斷(duan)。采用(yong)(yong)智(zhi)能傳(chuan)感器(qi)(qi)情況則大有改(gai)觀,首先自診斷(duan)功能在電源接通(tong)時進(jin)行自檢(jian),診斷(duan)測試以確(que)定組件有無故障。其(qi)次根據使(shi)用(yong)(yong)時間(jian)可(ke)以在線進(jin)行校正,微處理器(qi)(qi)利用(yong)(yong)存在EPROM內的(de)計量特(te)性(xing)數據進(jin)行對比校對。
4、復合敏感(gan)功能(neng)——觀察周(zhou)圍的自然現(xian)象,常見的信號有聲、光、電、熱(re)、力(li)、化學(xue)等。敏感(gan)元件(jian)測(ce)(ce)量(liang)一(yi)般通過兩種(zhong)方式:直(zhi)接和(he)間(jian)接的測(ce)(ce)量(liang)。而智能(neng)傳感(gan)器具有復合功能(neng),能(neng)夠同時測(ce)(ce)量(liang)多(duo)種(zhong)物理(li)量(liang)和(he)化學(xue)量(liang),給出能(neng)夠較全面反映(ying)物質運動(dong)規(gui)律的信息。
光敏傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)最(zui)(zui)常見的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)之一(yi),它(ta)的(de)(de)(de)種類繁多(duo),主要有(you):光電(dian)(dian)管、光電(dian)(dian)倍增管、光敏電(dian)(dian)阻、光敏三(san)極管、太(tai)陽能電(dian)(dian)池、紅外線傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、紫(zi)外線傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、光纖式光電(dian)(dian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、色(se)彩傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、CCD和(he)CMOS圖像傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)。它(ta)的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)(gan)(gan)波(bo)長在可見光波(bo)長附(fu)近,包括(kuo)紅外線波(bo)長和(he)紫(zi)外線波(bo)長。光傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)不只局限(xian)于(yu)對光的(de)(de)(de)探測,它(ta)還可以作為探測元件(jian)組成(cheng)其他傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi),對許多(duo)非(fei)電(dian)(dian)量(liang)進行檢測,只要將這(zhe)些非(fei)電(dian)(dian)量(liang)轉換(huan)為光信號(hao)的(de)(de)(de)變化(hua)即(ji)可。光傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)產量(liang)最(zui)(zui)多(duo)、應用最(zui)(zui)廣的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)之一(yi),它(ta)在自動控制和(he)非(fei)電(dian)(dian)量(liang)電(dian)(dian)測技術引中占有(you)非(fei)常重要的(de)(de)(de)地(di)位(wei)。最(zui)(zui)簡單的(de)(de)(de)光敏傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)光敏電(dian)(dian)阻,當(dang)光子沖擊接合處就會產生電(dian)(dian)流。
生物傳感器的概念
生(sheng)物傳(chuan)感器(qi)是(shi)用(yong)生(sheng)物活(huo)性(xing)材料(酶、蛋白(bai)質、DNA、抗(kang)體、抗(kang)原(yuan)、生(sheng)物膜(mo)等)與物理化(hua)學(xue)(xue)換能(neng)器(qi)有(you)機結合的一(yi)門交叉學(xue)(xue)科(ke),是(shi)發展(zhan)生(sheng)物技術(shu)必不可(ke)(ke)少的一(yi)種(zhong)先(xian)進的檢測(ce)方法與監控方法,也(ye)是(shi)物質分子(zi)水(shui)平的快速、微量(liang)分析方法。各種(zhong)生(sheng)物傳(chuan)感器(qi)有(you)以下共同的結構:包括(kuo)一(yi)種(zhong)或數種(zhong)相關生(sheng)物活(huo)性(xing)材料(生(sheng)物膜(mo))及(ji)能(neng)把生(sheng)物活(huo)性(xing)表達的信號轉換為電(dian)信號的物理或化(hua)學(xue)(xue)換能(neng)器(qi)(傳(chuan)感器(qi)),二(er)者組合在一(yi)起,用(yong)現代(dai)微電(dian)子(zi)和(he)自(zi)動化(hua)儀(yi)表技術(shu)進行生(sheng)物信號的再加工(gong),構成各種(zhong)可(ke)(ke)以使用(yong)的生(sheng)物傳(chuan)感器(qi)分析裝置、儀(yi)器(qi)和(he)系統。
生物傳感器的原理
待測物質經擴散作用(yong)進入(ru)生(sheng)物活性材料,經分子識別,發(fa)生(sheng)生(sheng)物學反應,產生(sheng)的信息繼(ji)而被相應的物理或化學換(huan)能(neng)器轉變成可定量和可處理的電信號,再經二(er)次(ci)儀表放大并輸(shu)出,便可知道待測物濃度。
生物傳感器的分類
按照其感(gan)(gan)受(shou)器(qi)中所采用的生命物(wu)質分(fen)類,可分(fen)為(wei):微生物(wu)傳感(gan)(gan)器(qi)、免疫(yi)傳感(gan)(gan)器(qi)、組織(zhi)傳感(gan)(gan)器(qi)、細胞(bao)傳感(gan)(gan)器(qi)、酶傳感(gan)(gan)器(qi)、DNA傳感(gan)(gan)器(qi)等等。
按照傳感器(qi)(qi)器(qi)(qi)件檢測的原理分類,可分為(wei):熱敏生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、場效應管(guan)生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、壓(ya)電生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、光(guang)學(xue)生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、聲波道生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、酶(mei)電極生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)、介(jie)體生(sheng)物(wu)傳感器(qi)(qi)等(deng)。
按照生物(wu)敏感物(wu)質相互作用的類(lei)型(xing)分類(lei),可(ke)分為(wei)親和型(xing)和代謝型(xing)兩種。
工作原理:
視覺傳(chuan)感(gan)器是指:具有從一整幅圖像(xiang)捕獲(huo)光線(xian)的(de)數(shu)發千(qian)計像(xiang)素(su)(su)的(de)能力,圖像(xiang)的(de)清晰和細膩程(cheng)度常用分(fen)辨率來衡量,以像(xiang)素(su)(su)數(shu)量表示(shi)。
視覺傳感器具(ju)有從一整(zheng)幅圖像(xiang)捕獲光線的(de)數以千計(ji)的(de)像(xiang)素(su)。圖像(xiang)的(de)清晰和細膩程度通常(chang)用分辨率來(lai)衡量,以像(xiang)素(su)數量表示。
在捕(bu)獲圖像之后(hou),視(shi)覺傳感器(qi)將其與內存中(zhong)存儲的(de)基(ji)準圖像進行比(bi)較,以做出分析。例如,若(ruo)視(shi)覺傳感器(qi)被設定為辨別正確地插有八(ba)顆螺(luo)栓的(de)機器(qi)部(bu)(bu)(bu)件(jian),則傳感器(qi)知道應該拒(ju)收(shou)只有七顆螺(luo)栓的(de)部(bu)(bu)(bu)件(jian),或者螺(luo)栓未對準的(de)部(bu)(bu)(bu)件(jian)。此外,無論(lun)該機器(qi)部(bu)(bu)(bu)件(jian)位于視(shi)場中(zhong)的(de)哪個位置(zhi),無論(lun)該部(bu)(bu)(bu)件(jian)是(shi)否在360度范圍內旋(xuan)轉(zhuan),視(shi)覺傳感器(qi)都能做出判斷。
應用領域:
視(shi)覺傳感器(qi)(qi)的(de)(de)低成本和(he)易用(yong)性已吸引機(ji)器(qi)(qi)設計師和(he)工(gong)藝工(gong)程師將其集(ji)成入各類(lei)曾經依賴人工(gong)、多個光(guang)電傳感器(qi)(qi),或根本不檢驗的(de)(de)應(ying)用(yong)。視(shi)覺傳感器(qi)(qi)的(de)(de)工(gong)業應(ying)用(yong)包括(kuo)檢驗、計量、測量、定(ding)向(xiang)、瑕疵檢測和(he)分撿(jian)。以下只是一些應(ying)用(yong)范例:
在(zai)汽車組裝廠,檢驗(yan)由(you)機(ji)器人涂(tu)抹到車門邊框的膠珠是否連續,是否有正確的寬(kuan)度;
在瓶裝廠(chang),校驗瓶蓋(gai)是(shi)(shi)否(fou)正確密(mi)封、裝灌(guan)液位是(shi)(shi)否(fou)正確,以及在封蓋(gai)之前沒有異物(wu)掉入瓶中;
在包裝(zhuang)生產(chan)線,確保在正(zheng)確的(de)位置(zhi)粘貼正(zheng)確的(de)包裝(zhuang)標簽;
在藥品(pin)包(bao)裝(zhuang)生產線,檢(jian)驗阿斯(si)匹林(lin)藥片的(de)泡罩(zhao)式(shi)包(bao)裝(zhuang)中是否有(you)破(po)損(sun)或(huo)缺失的(de)藥片;
在金屬沖(chong)(chong)壓(ya)公司,以每分鐘(zhong)逾150片的速度(du)檢(jian)驗沖(chong)(chong)壓(ya)部件(jian),比(bi)人工檢(jian)驗快13倍以上。
位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)又稱(cheng)為(wei)(wei)線性傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),把位(wei)(wei)移(yi)(yi)轉換為(wei)(wei)電(dian)(dian)量的(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是一種屬(shu)于金屬(shu)感(gan)(gan)(gan)應的(de)線性器(qi)(qi)(qi)件,傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)作用是把各種被測(ce)物(wu)理(li)量轉換為(wei)(wei)電(dian)(dian)量它分為(wei)(wei)電(dian)(dian)感(gan)(gan)(gan)式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),電(dian)(dian)容式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),光電(dian)(dian)式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),超聲波式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),霍爾式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。
在這(zhe)種(zhong)(zhong)轉換過程中有許多物(wu)理量(liang)(例(li)如(ru)壓力、流量(liang)、加速(su)度等)常常需要先變換為(wei)位(wei)(wei)移(yi)(yi),然后再將(jiang)位(wei)(wei)移(yi)(yi)變換成電(dian)量(liang)。因(yin)此位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)是一(yi)類重(zhong)要的(de)(de)基(ji)本(ben)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)。在生產過程中,位(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)測量(liang)一(yi)般(ban)分(fen)為(wei)測量(liang)實物(wu)尺寸(cun)和機械位(wei)(wei)移(yi)(yi)兩種(zhong)(zhong)。機械位(wei)(wei)移(yi)(yi)包(bao)括線位(wei)(wei)移(yi)(yi)和角位(wei)(wei)移(yi)(yi)。按被測變量(liang)變換的(de)(de)形式(shi)不同,位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)分(fen)為(wei)模(mo)擬式(shi)和數(shu)字式(shi)兩種(zhong)(zhong)。模(mo)擬式(shi)又可(ke)分(fen)為(wei)物(wu)性型(如(ru)自(zi)發電(dian)式(shi))和結構型兩種(zhong)(zhong)。常用位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)以模(mo)擬式(shi)結構型居(ju)多,包(bao)括電(dian)位(wei)(wei)器(qi)(qi)(qi)(qi)式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)感(gan)(gan)(gan)式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、自(zi)整角機、電(dian)容式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、電(dian)渦(wo)流式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、霍(huo)爾式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)等。數(shu)字式(shi)位(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要優點是便于將(jiang)信號直(zhi)接送入計(ji)算(suan)機系(xi)統。這(zhe)種(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)發展迅速(su),應用日益廣泛。
壓力傳感器引是(shi)工(gong)業實踐中最為常用(yong)(yong)的一(yi)種傳感器,其廣泛應用(yong)(yong)于(yu)各(ge)種工(gong)業自控環境,涉及(ji)水(shui)利水(shui)電、鐵(tie)路交通、智(zhi)能建筑、生產自控、航(hang)空航(hang)天、軍(jun)工(gong)、石化、油(you)井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。
超聲波(bo)測(ce)(ce)距(ju)離傳(chuan)感(gan)器采用(yong)超聲波(bo)回波(bo)測(ce)(ce)距(ju)原(yuan)理,運用(yong)精(jing)確的(de)(de)時差(cha)測(ce)(ce)量(liang)技(ji)術,檢(jian)測(ce)(ce)傳(chuan)感(gan)器與目(mu)標(biao)物之間的(de)(de)距(ju)離,采用(yong)小角度,小盲(mang)區超聲波(bo)傳(chuan)感(gan)器,具有(you)測(ce)(ce)量(liang)準確,無(wu)接觸(chu),防(fang)水(shui),防(fang)腐蝕,低成本等(deng)優點(dian),可(ke)應(ying)于液位(wei)(wei)(wei)(wei),物位(wei)(wei)(wei)(wei)檢(jian)測(ce)(ce),特(te)有(you)的(de)(de)液位(wei)(wei)(wei)(wei),料(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)檢(jian)測(ce)(ce)方式,可(ke)保(bao)證(zheng)在液面有(you)泡沫(mo)或大的(de)(de)晃動,不易檢(jian)測(ce)(ce)到回波(bo)的(de)(de)情況(kuang)下有(you)穩定的(de)(de)輸出(chu),應(ying)用(yong)行業:液位(wei)(wei)(wei)(wei),物位(wei)(wei)(wei)(wei),料(liao)位(wei)(wei)(wei)(wei)檢(jian)測(ce)(ce),工業過程(cheng)控制等(deng)。
24GHz雷達傳感器采用高頻微波來測量物體運動速度、距離、運動方向、方位角度(du)信(xin)(xin)息,采(cai)用平面微(wei)帶天線設(she)計,具有體積小、質量輕、靈敏度(du)高(gao)、穩定(ding)強等特點,廣泛運用于智能(neng)交通、工(gong)業控(kong)制、安防、體育運動、智能(neng)家居等行業。工(gong)業和信(xin)(xin)息化部(bu)(bu)2012年(nian)11月19日正(zheng)式發布了《工(gong)業和信(xin)(xin)息化部(bu)(bu)關于發布24GHz頻段(duan)短距離車載(zai)雷(lei)(lei)達設(she)備使(shi)用頻率(lv)的通知(zhi)》(工(gong)信(xin)(xin)部(bu)(bu)無(wu)〔2012〕548號),明確提出24GHz頻段(duan)短距離車載(zai)雷(lei)(lei)達設(she)備作為車載(zai)雷(lei)(lei)達設(she)備的規范。
一(yi)體(ti)化溫(wen)度(du)傳感器(qi)(qi)一(yi)般由(you)測(ce)溫(wen)探頭(熱(re)電偶或熱(re)電阻(zu)傳感器(qi)(qi))和(he)兩(liang)線制(zhi)固體(ti)電子單(dan)元組成(cheng)。采用固體(ti)模(mo)塊形式(shi)將測(ce)溫(wen)探頭直接安裝(zhuang)在接線盒內,從而形成(cheng)一(yi)體(ti)化的(de)傳感器(qi)(qi)。一(yi)體(ti)化溫(wen)度(du)傳感器(qi)(qi)一(yi)般分為(wei)熱(re)電阻(zu)和(he)熱(re)電偶型兩(liang)種(zhong)類型。
熱電(dian)阻(zu)(zu)溫(wen)度(du)(du)傳(chuan)感器是由基準(zhun)單(dan)元(yuan)、R/V轉(zhuan)換(huan)(huan)單(dan)元(yuan)、線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)、反接保(bao)(bao)護、限流保(bao)(bao)護、V/I轉(zhuan)換(huan)(huan)單(dan)元(yuan)等組成(cheng)。測溫(wen)熱電(dian)阻(zu)(zu)信(xin)號轉(zhuan)換(huan)(huan)放大后,再由線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)對溫(wen)度(du)(du)與(yu)電(dian)阻(zu)(zu)的(de)非線(xian)性(xing)關系進行(xing)補償,經V/I轉(zhuan)換(huan)(huan)電(dian)路(lu)后輸出一個與(yu)被測溫(wen)度(du)(du)成(cheng)線(xian)性(xing)關系的(de)4~20mA的(de)恒流信(xin)號。
熱電(dian)偶(ou)溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器一(yi)般(ban)由基準源、冷(leng)端(duan)補(bu)償、放(fang)(fang)大(da)(da)單(dan)(dan)元、線(xian)性化(hua)處理(li)、V/I轉換(huan)、斷(duan)(duan)偶(ou)處理(li)、反接保護(hu)(hu)、限(xian)流保護(hu)(hu)等電(dian)路(lu)單(dan)(dan)元組成。它是將熱電(dian)偶(ou)產生的熱電(dian)勢(shi)經冷(leng)端(duan)補(bu)償放(fang)(fang)大(da)(da)后(hou)(hou),再(zai)帽(mao)由線(xian)性電(dian)路(lu)消(xiao)除熱電(dian)勢(shi)與溫度(du)的非(fei)線(xian)性誤差,最后(hou)(hou)放(fang)(fang)大(da)(da)轉換(huan)為(wei)(wei)4~20mA電(dian)流輸(shu)出(chu)信號。為(wei)(wei)防止熱電(dian)偶(ou)測量中由于電(dian)偶(ou)斷(duan)(duan)絲(si)而使控溫失效造成事故,傳(chuan)感(gan)(gan)器中還設有(you)斷(duan)(duan)電(dian)保護(hu)(hu)電(dian)路(lu)。當熱電(dian)偶(ou)斷(duan)(duan)絲(si)或接解不良時(shi),傳(chuan)感(gan)(gan)器會輸(shu)出(chu)最大(da)(da)值(zhi)(28mA)以使儀(yi)表切斷(duan)(duan)電(dian)源。一(yi)體(ti)化(hua)溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器具(ju)有(you)結構簡(jian)單(dan)(dan)、節省引線(xian)、輸(shu)出(chu)信號大(da)(da)、抗干擾(rao)能力強、線(xian)性好、顯(xian)示儀(yi)表簡(jian)單(dan)(dan)、固體(ti)模塊抗震防潮、有(you)反接保護(hu)(hu)和(he)限(xian)流保護(hu)(hu)、工作可(ke)(ke)靠(kao)等優(you)點。一(yi)體(ti)化(hua)溫度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器的輸(shu)出(chu)為(wei)(wei)統(tong)一(yi)的4~20mA信號;可(ke)(ke)與微(wei)機(ji)系統(tong)或其它常規儀(yi)表匹配使用。也可(ke)(ke)用戶要求做(zuo)成防爆型或防火型測量儀(yi)表。
1、浮(fu)球式液位(wei)傳感器
浮(fu)球式液位傳感器由(you)磁(ci)性浮(fu)球、測(ce)量導管、信號單(dan)元、電子單(dan)元、接線盒及安(an)裝件組(zu)成。
一般磁性浮球(qiu)的比重小于(yu)0.5,可漂(piao)于(yu)液面(mian)之上(shang)并沿測(ce)量(liang)導管上(shang)下(xia)移動。導管內(nei)裝有測(ce)量(liang)元件,它可以在外磁作(zuo)用下(xia)將被(bei)測(ce)液位信(xin)號(hao)轉換(huan)成正(zheng)比于(yu)液位變(bian)化的電阻信(xin)號(hao),并將電子(zi)單元轉換(huan)成4~20mA或其它標(biao)準(zhun)信(xin)號(hao)輸出。該傳(chuan)感器為模塊電路(lu)(lu),具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點,電路(lu)(lu)內(nei)部(bu)含有恒流反饋(kui)電路(lu)(lu)和內(nei)保(bao)(bao)護電路(lu)(lu),可使(shi)輸出最大(da)電流不(bu)超過28mA,因而能夠(gou)可靠(kao)地保(bao)(bao)護電源并使(shi)二次儀表不(bu)被(bei)損壞。
2、浮筒式液位傳感器
浮(fu)筒式液(ye)位傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器是(shi)將磁性浮(fu)球改(gai)為(wei)浮(fu)筒,它是(shi)根(gen)據阿基米德(de)浮(fu)力(li)原理設計的(de)(de)。浮(fu)筒式液(ye)位傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器是(shi)利用微小的(de)(de)金屬膜應(ying)變傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)技術來測量液(ye)體(ti)的(de)(de)液(ye)位、界位或密(mi)度的(de)(de)。它在工作時可以通(tong)過現場(chang)按(an)鍵來進行常(chang)規的(de)(de)設定操作。
3、靜壓或液位傳感器
該傳感器利用液體靜壓力(li)(li)的測量原理工作。它一(yi)般選(xuan)用硅(gui)壓力(li)(li)測壓傳感器將測量到(dao)的壓力(li)(li)轉換(huan)成電(dian)信號,再(zai)經(jing)放大電(dian)路放大和補償(chang)(chang)電(dian)路補償(chang)(chang),最后(hou)以4~20mA或0~10mA電(dian)流方(fang)式輸出。
真空度(du)傳感器,采(cai)用先(xian)進(jin)的硅(gui)微(wei)機械加工技術生產,以集成硅(gui)壓(ya)阻力(li)敏元件作為傳感器的核心元件制成的絕對(dui)壓(ya)力(li)變送(song)器,由于采(cai)用硅(gui)-硅(gui)直接鍵合(he)或(huo)硅(gui)-派勒克斯(si)玻(bo)璃(li)靜電鍵合(he)形(xing)成的真空參考壓(ya)力(li)腔(qiang),及一系(xi)列無應力(li)封(feng)裝技術及精密溫度(du)補(bu)償技術,因而具(ju)有穩定(ding)性優良、精度(du)高(gao)的突(tu)出優點,適用于各種情(qing)況下(xia)絕對(dui)壓(ya)力(li)的測量(liang)與控制。
特點及用途
采用(yong)低(di)量程芯片(pian)(pian)真空(kong)(kong)絕(jue)壓(ya)封裝,產品具有高(gao)的過載能力(li)(li)。芯片(pian)(pian)采用(yong)真空(kong)(kong)充注(zhu)硅油隔離,不(bu)銹(xiu)鋼薄膜過渡傳(chuan)遞壓(ya)力(li)(li),具有優(you)良(liang)的介(jie)質(zhi)兼(jian)容性(xing),適(shi)用(yong)于對316L不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)腐蝕(shi)的絕(jue)大多數氣液體介(jie)質(zhi)真空(kong)(kong)壓(ya)力(li)(li)的測量。真空(kong)(kong)度(du)傳(chuan)染其應用(yong)于各(ge)種工業環(huan)境(jing)的低(di)真空(kong)(kong)測量與控制。
電容式物位(wei)(wei)傳(chuan)感器(qi)適用于工業企業在(zai)生產過程(cheng)中進行測量(liang)和控制生產過程(cheng),主要用作(zuo)類導(dao)電與非導(dao)電介質的液體液位(wei)(wei)或粉粒狀固(gu)體料位(wei)(wei)的遠距離(li)連續測量(liang)和指示。
電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)式(shi)液位傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)由電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)式(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)與電(dian)(dian)(dian)子模(mo)塊電(dian)(dian)(dian)路組成(cheng),它(ta)以(yi)兩線制(zhi)4~20mA恒定電(dian)(dian)(dian)流輸出(chu)為基型(xing),經(jing)過轉(zhuan)換(huan),可以(yi)用(yong)三線或四線方式(shi)輸出(chu),輸出(chu)信號形成(cheng)為1~5V、0~5V、0~10mA等標準(zhun)信號。電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)由絕緣電(dian)(dian)(dian)極和裝有測量介質的(de)圓柱形金(jin)屬容(rong)(rong)器(qi)(qi)組成(cheng)。當料位上(shang)升(sheng)時,因非(fei)導(dao)電(dian)(dian)(dian)物(wu)料的(de)介電(dian)(dian)(dian)常數明顯小(xiao)于空氣的(de)介電(dian)(dian)(dian)常數,所(suo)以(yi)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)量隨著(zhu)物(wu)料高度(du)的(de)變(bian)化而變(bian)化。傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)模(mo)塊電(dian)(dian)(dian)路由基準(zhun)源、脈寬調(diao)制(zhi)、轉(zhuan)換(huan)、恒流放大、反饋和限流等單元組成(cheng)。采用(yong)脈寬調(diao)特原理進(jin)行測量的(de)優點是頻率(lv)較低,對周圍元射頻干(gan)擾、穩定性好、線性好、無明顯溫度(du)漂移等。
銻(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)酸度(du)傳感器是集PH檢測、自(zi)動清(qing)洗、電(dian)(dian)(dian)信號轉換為(wei)一體的(de)(de)工業在(zai)線分(fen)析儀表,它是由銻(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與(yu)(yu)參考電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)組成的(de)(de)PH值(zhi)測量系統。在(zai)被(bei)測酸性溶(rong)液(ye)(ye)中,由于(yu)銻(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表面會生成三(san)氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)化(hua)層(ceng),這樣(yang)在(zai)金屬銻(ti)(ti)(ti)(ti)面與(yu)(yu)三(san)氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)(ti)(ti)之間(jian)會形成電(dian)(dian)(dian)位差。該電(dian)(dian)(dian)位差的(de)(de)大小取決于(yu)三(san)所氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)濃度(du),該濃度(du)與(yu)(yu)被(bei)測酸性溶(rong)液(ye)(ye)中氫離子的(de)(de)適度(du)相對(dui)應。如果把銻(ti)(ti)(ti)(ti)、三(san)氧(yang)化(hua)二銻(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)水溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)適度(du)都當作1,其電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位就(jiu)可用(yong)能斯(si)特公式計算出(chu)來(lai)。
銻電(dian)(dian)極酸度(du)傳感器中的(de)固體模塊電(dian)(dian)路由兩大(da)(da)部(bu)(bu)分組成。為了(le)現場作用的(de)安(an)全起見,電(dian)(dian)源部(bu)(bu)分采用交流(liu)24V為二次(ci)儀(yi)表(biao)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(ying)通過電(dian)(dian)流(liu)轉換(huan)(huan)單元轉換(huan)(huan)成相應(ying)的(de)直流(liu)電(dian)(dian)壓,以供變送電(dian)(dian)路使用。第(di)二部(bu)(bu)分是測(ce)量(liang)傳感器電(dian)(dian)路,它把來自(zi)傳感器的(de)基(ji)準信號(hao)和(he)PH酸度(du)信號(hao)經(jing)放(fang)大(da)(da)后送給斜率調(diao)整和(he)定位調(diao)整電(dian)(dian)路,以使信號(hao)內阻降(jiang)低并可(ke)調(diao)節。將放(fang)大(da)(da)后的(de)PH信號(hao)與溫度(du)被償信號(hao)進行迭加后再(zai)差進轉換(huan)(huan)電(dian)(dian)路,最(zui)后輸出(chu)與PH值相對(dui)應(ying)的(de)4~20mA恒流(liu)電(dian)(dian)流(liu)信號(hao)給二次(ci)儀(yi)表(biao)以完(wan)成顯示并控制PH值。
酸(suan)、堿(jian)、鹽濃(nong)度傳感(gan)器通過測量溶(rong)液(ye)電導值(zhi)來確定濃(nong)度。它可以在線連續(xu)檢(jian)測工業(ye)過程中(zhong)酸(suan)、堿(jian)、鹽在水溶(rong)液(ye)中(zhong)的濃(nong)度含量。這種傳感(gan)器主要應用于(yu)鍋爐給(gei)水處(chu)理、化工溶(rong)液(ye)的配制以及環(huan)保等工業(ye)生產過程。
酸、堿(jian)、鹽濃度傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)工作原理是(shi):在一定的(de)(de)范圍(wei)內,酸堿(jian)溶(rong)液(ye)的(de)(de)濃度與(yu)其電導(dao)率(lv)(lv)的(de)(de)大小成比例。因而,只要(yao)測(ce)出溶(rong)液(ye)電導(dao)率(lv)(lv)的(de)(de)大小變(bian)可得知酸堿(jian)濃度的(de)(de)高低。當被測(ce)溶(rong)液(ye)流入專(zhuan)用電導(dao)池時(shi),如(ru)果忽略電極極化和分布(bu)電容,則(ze)可以等效為一個(ge)純電阻。在有(you)恒壓交變(bian)電流流過時(shi),其輸出電流與(yu)電導(dao)率(lv)(lv)成線性關(guan)系(xi),而電導(dao)率(lv)(lv)又與(yu)溶(rong)液(ye)中酸、堿(jian)濃度成比例關(guan)系(xi)。因此(ci)只要(yao)測(ce)出溶(rong)液(ye)電流,便可算出酸、堿(jian)、鹽的(de)(de)濃度。
酸、堿、鹽(yan)濃(nong)度傳感器主要(yao)由電導(dao)池、電子(zi)模(mo)塊、顯示表(biao)頭和(he)殼(ke)體組成。電子(zi)模(mo)塊電路(lu)則由激勵電源、電導(dao)池、電導(dao)放大器、相(xiang)敏整流器、解(jie)調器、溫度補償、過(guo)載保護(hu)和(he)電流轉換等單元(yuan)組成。
它是(shi)通過測(ce)(ce)量(liang)溶液的電導值來間接測(ce)(ce)量(liang)離(li)子(zi)濃(nong)度的流程(cheng)儀(yi)表(一體化傳感(gan)器),可(ke)在線連續(xu)檢測(ce)(ce)工業過程(cheng)中水(shui)溶液的電導率。
由于(yu)電(dian)(dian)解質溶(rong)(rong)液(ye)(ye)與(yu)金屬導(dao)(dao)體一(yi)樣(yang)的(de)(de)電(dian)(dian)的(de)(de)良導(dao)(dao)體,因此(ci)電(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過電(dian)(dian)解質溶(rong)(rong)液(ye)(ye)時必有電(dian)(dian)阻作用(yong),且符合(he)歐姆定(ding)律(lv)。但液(ye)(ye)體的(de)(de)電(dian)(dian)阻溫度(du)特性與(yu)金屬導(dao)(dao)體相(xiang)反,具有負向溫度(du)特性。為區(qu)別于(yu)金屬導(dao)(dao)體,電(dian)(dian)解質溶(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)導(dao)(dao)電(dian)(dian)能(neng)力(li)用(yong)電(dian)(dian)導(dao)(dao)(電(dian)(dian)阻的(de)(de)倒數)或電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(電(dian)(dian)阻率(lv)的(de)(de)倒數)來(lai)表示。當兩(liang)個(ge)互相(xiang)絕緣的(de)(de)電(dian)(dian)極組成(cheng)電(dian)(dian)導(dao)(dao)池時,若在其中間放置待測(ce)(ce)溶(rong)(rong)液(ye)(ye),并通以恒壓交變電(dian)(dian)流(liu)(liu),就(jiu)形(xing)成(cheng)了電(dian)(dian)流(liu)(liu)回路。如果將電(dian)(dian)壓大(da)小和電(dian)(dian)極尺寸固定(ding),則回路電(dian)(dian)流(liu)(liu)與(yu)電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)就(jiu)存在一(yi)定(ding)的(de)(de)函數關系。這樣(yang),測(ce)(ce)了待測(ce)(ce)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中流(liu)(liu)過的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu),就(jiu)能(neng)測(ce)(ce)出待測(ce)(ce)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)。電(dian)(dian)導(dao)(dao)傳感(gan)器(qi)的(de)(de)結構和電(dian)(dian)路與(yu)酸(suan)、堿、鹽濃度(du)傳感(gan)器(qi)相(xiang)同。
壓力敏和(he)力敏傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、位置傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、液位傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、能耗傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、速(su)度傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、加速(su)度傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、射線輻射傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、熱(re)敏傳感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。
振(zhen)動傳感(gan)器(qi)、濕(shi)敏(min)傳感(gan)器(qi)、磁敏(min)傳感(gan)器(qi)、氣敏(min)傳感(gan)器(qi)、真空(kong)度傳感(gan)器(qi)、生物傳感(gan)器(qi)等。
模(mo)擬(ni)傳感器:將被(bei)測量的非電學量轉換(huan)成模(mo)擬(ni)電信號(hao)。
數字傳感器:將被測(ce)量的非電學量轉(zhuan)換成數字輸出信號(包括直接(jie)(jie)和間接(jie)(jie)轉(zhuan)換)。
膺數(shu)字傳感器:將被測量的(de)信(xin)號量轉換(huan)成頻率信(xin)號或(huo)短周(zhou)期信(xin)號的(de)輸(shu)出(chu)(包括直接或(huo)間接轉換(huan))。
開關(guan)傳感器:當一個被測(ce)量(liang)的信(xin)號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低(di)電平(ping)或高電平(ping)信(xin)號。
集(ji)成傳(chuan)感器是(shi)用標準的(de)生產硅基半導體集(ji)成電路(lu)的(de)工藝技術制造的(de)。
通(tong)常還將用于(yu)初(chu)步處(chu)理被測信號的部分電路也集成(cheng)在(zai)同(tong)一芯片上。
薄(bo)膜傳感器則是通過沉積在介質(zhi)襯底(基板)上的,相應(ying)敏感材(cai)料的薄(bo)膜形成的。使用混(hun)合工藝時,同樣可將部(bu)分電路(lu)制造在此基板上。
厚膜傳感器是利用相應材料的(de)漿料,涂覆在陶瓷基(ji)片(pian)上制成(cheng)(cheng)的(de),基(ji)片(pian)通常是Al2O3制成(cheng)(cheng)的(de),然后進行熱處(chu)理,使厚膜成(cheng)(cheng)形。
陶瓷(ci)傳感器采用(yong)標準的陶瓷(ci)工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產。
完成適當(dang)的預(yu)備性(xing)操作之(zhi)后,已(yi)成形(xing)的元件(jian)在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷(ci)傳感器(qi)這(zhe)二(er)種(zhong)工藝之(zhi)間有(you)許多共同特性(xing),在某(mou)些(xie)方面,可以認為(wei)厚膜工藝是陶瓷(ci)工藝的一(yi)種(zhong)變型。
每種工藝技術(shu)都有自(zi)己(ji)的優點和不足。由(you)于研究、開(kai)發和生產所需的資本(ben)投入較低(di),以及傳感器(qi)參數的高穩定性等原因,采用(yong)陶瓷(ci)和厚膜傳感器(qi)比較合理。
物(wu)理型傳感器是利用被測量物(wu)質的某些物(wu)理性(xing)質發生明(ming)顯變化的特性(xing)制成(cheng)的。
化(hua)學(xue)型傳感器是(shi)利用能把化(hua)學(xue)物質的成分、濃度等(deng)化(hua)學(xue)量(liang)轉化(hua)成電學(xue)量(liang)的敏感元件制成的。
生物型傳感器是利用(yong)各種生物或生物物質的特性做成的,用(yong)以檢測(ce)與識別生物體(ti)內化(hua)學(xue)成分的傳感器。
基本(ben)型傳感器:是一種最基本(ben)的(de)單個變換裝(zhuang)置。
組合型傳感器(qi)(qi):是由不同單個變(bian)換裝(zhuang)置組合而構(gou)成(cheng)的(de)傳感器(qi)(qi)。
應用(yong)型(xing)傳感(gan)器(qi):是基(ji)本型(xing)傳感(gan)器(qi)或組(zu)合型(xing)傳感(gan)器(qi)與其他機構(gou)組(zu)合而(er)構(gou)成的(de)傳感(gan)器(qi)。
按作用形式可(ke)分為主動型(xing)和被動型(xing)傳感器。
主動型(xing)傳(chuan)感器(qi)又有作用(yong)(yong)(yong)型(xing)和(he)反作用(yong)(yong)(yong)型(xing),此種(zhong)傳(chuan)感器(qi)對(dui)被(bei)測(ce)(ce)對(dui)象(xiang)能發出一定(ding)探(tan)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)(hao),能檢測(ce)(ce)探(tan)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)(hao)在(zai)被(bei)測(ce)(ce)對(dui)象(xiang)中所產(chan)生(sheng)(sheng)的變化(hua),或者由探(tan)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)(hao)在(zai)被(bei)測(ce)(ce)對(dui)象(xiang)中產(chan)生(sheng)(sheng)某種(zhong)效應(ying)(ying)而形(xing)成信號(hao)(hao)(hao)。檢測(ce)(ce)探(tan)測(ce)(ce)信號(hao)(hao)(hao)變化(hua)方(fang)式的稱為(wei)作用(yong)(yong)(yong)型(xing),檢測(ce)(ce)產(chan)生(sheng)(sheng)響(xiang)應(ying)(ying)而形(xing)成信號(hao)(hao)(hao)方(fang)式的稱為(wei)反作用(yong)(yong)(yong)型(xing)。雷達與無線電頻率范圍探(tan)測(ce)(ce)器(qi)是作用(yong)(yong)(yong)型(xing)實例,而光聲效應(ying)(ying)分析裝置與激(ji)光分析器(qi)是反作用(yong)(yong)(yong)型(xing)實例。
被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的信(xin)號,如(ru)紅(hong)外輻射溫度計、紅(hong)外攝(she)像(xiang)裝(zhuang)置等(deng)。
傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)靜態特性(xing)是(shi)指對靜態的(de)(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)信號,傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出量(liang)(liang)(liang)與輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)(liang)之間(jian)所(suo)具(ju)有相互關系。因為這時輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)(liang)和(he)輸(shu)出量(liang)(liang)(liang)都(dou)和(he)時間(jian)無關,所(suo)以它們之間(jian)的(de)(de)(de)(de)關系,即傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)靜態特性(xing)可用一個不含時間(jian)變量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)代數方程,或以輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)(liang)作(zuo)橫坐標(biao),把與其對應的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出量(liang)(liang)(liang)作(zuo)縱坐標(biao)而(er)畫出的(de)(de)(de)(de)特性(xing)曲線來描(miao)述(shu)。表征傳感(gan)器(qi)靜態特性(xing)的(de)(de)(de)(de)主要參數有:線性(xing)度、靈敏(min)度、遲滯、重復性(xing)、漂移等。
1.線性度(du):指(zhi)傳感器輸(shu)出量(liang)(liang)與輸(shu)入量(liang)(liang)之間(jian)的(de)實(shi)(shi)際關系曲(qu)線偏(pian)離擬合直(zhi)(zhi)線的(de)程度(du)。定義(yi)為在(zai)全量(liang)(liang)程范圍內實(shi)(shi)際特性曲(qu)線與擬合直(zhi)(zhi)線之間(jian)的(de)最大偏(pian)差值與滿(man)量(liang)(liang)程輸(shu)出值之比。
2.靈(ling)(ling)敏度:靈(ling)(ling)敏度是傳感器(qi)靜態特性的一個重要指標。其定義(yi)為(wei)輸出量(liang)(liang)(liang)的增量(liang)(liang)(liang)與引(yin)起該增量(liang)(liang)(liang)的相(xiang)應輸入量(liang)(liang)(liang)增量(liang)(liang)(liang)之比。用S表(biao)示(shi)靈(ling)(ling)敏度。
3.遲滯:傳感器在輸(shu)(shu)入量由小到(dao)大(正行(xing)程)及(ji)輸(shu)(shu)入量由大到(dao)小(反(fan)行(xing)程)變化(hua)期間其輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出特性(xing)曲線不重合的現象成為遲滯。對于同(tong)一大小的輸(shu)(shu)入信(xin)號,傳感器的正反(fan)行(xing)程輸(shu)(shu)出信(xin)號大小不相等,這(zhe)個差值稱(cheng)為遲滯差值。
4.重復性:重復性是指傳感器在輸入量(liang)按同一方(fang)向(xiang)作(zuo)全(quan)量(liang)程(cheng)連續多次變化時,所得特(te)性曲(qu)線(xian)不一致的程(cheng)度。
5.漂(piao)(piao)移:傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的漂(piao)(piao)移是(shi)指在輸入量不變的情況下,傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)輸出量隨(sui)著時間變化,此現象稱為漂(piao)(piao)移。產生漂(piao)(piao)移的原(yuan)因有(you)兩(liang)個方(fang)面:一是(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)自身(shen)結構參數(shu);二是(shi)周圍環(huan)境(如溫度、濕度等)。
6.分(fen)辨(bian)力:當傳感器的(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)入從非(fei)零(ling)值(zhi)緩慢(man)增(zeng)(zeng)加時,在超(chao)過某一(yi)增(zeng)(zeng)量(liang)后(hou)輸(shu)(shu)(shu)出發生可觀測的(de)(de)變化,這個輸(shu)(shu)(shu)入增(zeng)(zeng)量(liang)稱傳感器的(de)(de)分(fen)辨(bian)力,即最小輸(shu)(shu)(shu)入增(zeng)(zeng)量(liang)。
7.閾(yu)值:當(dang)傳(chuan)感器的輸入從零值開始緩慢增加時(shi),在達(da)到(dao)某一值后輸出發生可(ke)觀測的變(bian)化(hua),這個輸入值稱傳(chuan)感器的閾(yu)值電壓。
所謂動(dong)態特(te)性,是指傳(chuan)感器在輸(shu)入(ru)變化時,它的(de)(de)(de)輸(shu)出的(de)(de)(de)特(te)性。在實(shi)際工(gong)作中,傳(chuan)感器的(de)(de)(de)動(dong)態特(te)性常(chang)用(yong)(yong)它對(dui)某些標(biao)(biao)準輸(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)來(lai)表示。這(zhe)是因為傳(chuan)感器對(dui)標(biao)(biao)準輸(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)容易用(yong)(yong)實(shi)驗方法求得(de),并且(qie)它對(dui)標(biao)(biao)準輸(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)與它對(dui)任意輸(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)之(zhi)間存在一定的(de)(de)(de)關系,往往知道了前者(zhe)就能推定后(hou)者(zhe)。最(zui)常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)標(biao)(biao)準輸(shu)入(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)有階躍信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)和正弦信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)兩種(zhong),所以傳(chuan)感器的(de)(de)(de)動(dong)態特(te)性也常(chang)用(yong)(yong)階躍響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)和頻率響(xiang)(xiang)(xiang)應(ying)來(lai)表示。
通常(chang)情況下,傳感(gan)器的(de)(de)實際靜(jing)態(tai)特性(xing)輸出(chu)是條曲線而非(fei)直線。在實際工作中(zhong),為使(shi)儀表(biao)具(ju)有均勻(yun)刻度(du)的(de)(de)讀(du)數,常(chang)用(yong)一條擬合直線近似地(di)代表(biao)實際的(de)(de)特性(xing)曲線、線性(xing)度(du)(非(fei)線性(xing)誤差)就是這個(ge)(ge)近似程度(du)的(de)(de)一個(ge)(ge)性(xing)能指標(biao)。
擬合直(zhi)線(xian)(xian)的(de)選取有多種(zhong)方(fang)法(fa)。如將零(ling)輸(shu)(shu)入(ru)和滿量程(cheng)輸(shu)(shu)出(chu)點相連的(de)理論(lun)直(zhi)線(xian)(xian)作(zuo)為擬合直(zhi)線(xian)(xian);或將與特性曲線(xian)(xian)上各點偏差(cha)的(de)平(ping)方(fang)和為最(zui)小(xiao)的(de)理論(lun)直(zhi)線(xian)(xian)作(zuo)為擬合直(zhi)線(xian)(xian),此擬合直(zhi)線(xian)(xian)稱為最(zui)小(xiao)二乘(cheng)法(fa)擬合直(zhi)線(xian)(xian)。
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變(bian)化(hua)(hua)△y對輸入量變(bian)化(hua)(hua)△x的比值。
它是(shi)輸(shu)(shu)出一輸(shu)(shu)入(ru)特性曲線的斜率。如果傳感器的輸(shu)(shu)出和輸(shu)(shu)入(ru)之間顯線性關(guan)系,則靈敏度S是(shi)一個常數。否則,它將隨輸(shu)(shu)入(ru)量的變化(hua)而變化(hua)。
靈(ling)敏度的量(liang)綱是(shi)輸(shu)出(chu)、輸(shu)入(ru)量(liang)的量(liang)綱之(zhi)比。例如,某位(wei)移(yi)傳感器,在位(wei)移(yi)變化1mm時,輸(shu)出(chu)電壓變化為200mV,則其靈(ling)敏度應表示(shi)為200mV/mm。
當(dang)傳(chuan)感器的輸出、輸入量(liang)的量(liang)綱(gang)相同時,靈敏度可理解為放大(da)倍數。
提高靈敏(min)度(du)(du),可(ke)得到(dao)較高的測(ce)量(liang)精度(du)(du)。但靈敏(min)度(du)(du)愈高,測(ce)量(liang)范圍愈窄,穩定性也往往愈差(cha)。
分辨率是指傳(chuan)感器可(ke)感受到(dao)的(de)(de)(de)被測量(liang)的(de)(de)(de)最小變(bian)(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)能力。也就是說(shuo),如果輸(shu)入(ru)量(liang)從(cong)某一(yi)非(fei)零(ling)值(zhi)(zhi)緩慢地變(bian)(bian)(bian)化(hua)。當輸(shu)入(ru)變(bian)(bian)(bian)化(hua)值(zhi)(zhi)未超過某一(yi)數值(zhi)(zhi)時(shi),傳(chuan)感器的(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)不會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua),即傳(chuan)感器對此(ci)輸(shu)入(ru)量(liang)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)是分辨不出(chu)來的(de)(de)(de)。只有當輸(shu)入(ru)量(liang)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)超過分辨率時(shi),其輸(shu)出(chu)才會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化(hua)。
通常傳感器在滿(man)量程(cheng)范圍內各點的(de)(de)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)并(bing)不相(xiang)同(tong),因此常用滿(man)量程(cheng)中能使(shi)輸(shu)出量產生階躍變化(hua)的(de)(de)輸(shu)入量中的(de)(de)最大變化(hua)值(zhi)作為(wei)衡量分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)的(de)(de)指標。上(shang)述(shu)指標若用滿(man)量程(cheng)的(de)(de)百分(fen)比表示,則稱為(wei)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)。分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)與傳感器的(de)(de)穩定性(xing)有負相(xiang)相(xiang)關性(xing)。
要進(jin)(jin)行(xing)(xing)—個具(ju)(ju)體(ti)的(de)測量(liang)(liang)(liang)工作,首(shou)先(xian)要考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)何種(zhong)原(yuan)(yuan)理的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi),這(zhe)需(xu)(xu)要分析多方面的(de)因素(su)之后才(cai)能(neng)確定。因為,即使是測量(liang)(liang)(liang)同一物(wu)理量(liang)(liang)(liang),也有多種(zhong)原(yuan)(yuan)理的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)可(ke)供(gong)選用(yong),哪一種(zhong)原(yuan)(yuan)理的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)更為合(he)適,則(ze)需(xu)(xu)要根據被測量(liang)(liang)(liang)的(de)特點(dian)和傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)使用(yong)條件考(kao)慮(lv)以下(xia)一些具(ju)(ju)體(ti)問題:量(liang)(liang)(liang)程的(de)大小;被測位置對傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)體(ti)積的(de)要求;測量(liang)(liang)(liang)方式(shi)為接(jie)觸式(shi)還是非(fei)接(jie)觸式(shi);信號的(de)引出方法,有線或是非(fei)接(jie)觸測量(liang)(liang)(liang);傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)來源,國產還是進(jin)(jin)口,價格能(neng)否承受(shou),還是自行(xing)(xing)研制(zhi)。
在考慮(lv)上(shang)述問題(ti)之后就能(neng)確定(ding)選(xuan)用何(he)種類型(xing)的傳感(gan)器(qi),然(ran)后再(zai)考慮(lv)傳感(gan)器(qi)的具(ju)體(ti)性能(neng)指標。
通(tong)常(chang),在傳感器(qi)的(de)線性范圍內,希望傳感器(qi)的(de)靈敏(min)度越高越好。因(yin)為只有靈敏(min)度高時,與(yu)被(bei)(bei)測(ce)量變(bian)化對(dui)應(ying)的(de)輸出信號的(de)值才比較大(da),有利(li)于信號處理(li)。但要注(zhu)意的(de)是,傳感器(qi)的(de)靈敏(min)度高,與(yu)被(bei)(bei)測(ce)量無關(guan)的(de)外界噪聲也容(rong)易混(hun)入,也會被(bei)(bei)放(fang)大(da)系統放(fang)大(da),影響測(ce)量精度。因(yin)此,要求傳感器(qi)本(ben)身應(ying)具(ju)有較高的(de)信噪比,盡量減(jian)少從外界引入的(de)干擾信號。
傳(chuan)感(gan)器(qi)的靈(ling)敏(min)度是(shi)有方向(xiang)性的。當被測量(liang)是(shi)單向(xiang)量(liang),而且對其(qi)方向(xiang)性要求較(jiao)高,則應選擇(ze)其(qi)它方向(xiang)靈(ling)敏(min)度小的傳(chuan)感(gan)器(qi);如果(guo)被測量(liang)是(shi)多維向(xiang)量(liang),則要求傳(chuan)感(gan)器(qi)的交(jiao)叉靈(ling)敏(min)度越(yue)小越(yue)好。
傳感(gan)器(qi)的(de)頻(pin)率響應特性決(jue)定了(le)被(bei)測量的(de)頻(pin)率范圍,必須在允許頻(pin)率范圍內(nei)保持不失真。實(shi)際上(shang)傳感(gan)器(qi)的(de)響應總(zong)有—定延(yan)遲,希(xi)望延(yan)遲時間越短越好。
傳(chuan)感器的頻率響應越高,可測的信號(hao)頻率范(fan)圍就越寬。
在(zai)動(dong)態(tai)測量(liang)中,應(ying)根據信號的(de)特點(穩(wen)態(tai)、瞬(shun)態(tai)、隨機等)響應(ying)特性(xing),以免產生過大的(de)誤差。
傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)線(xian)形(xing)范(fan)圍是指(zhi)輸出與(yu)輸入成正(zheng)比的(de)(de)范(fan)圍。以(yi)(yi)理(li)論上講,在此范(fan)圍內(nei),靈敏度保持定值。傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)線(xian)性范(fan)圍越(yue)寬,則其量(liang)(liang)程越(yue)大,并且能保證一定的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)精(jing)度。在選擇傳(chuan)感器(qi)時,當(dang)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)種類確定以(yi)(yi)后首先要看其量(liang)(liang)程是否滿足要求。
但(dan)實際上(shang),任何傳感器(qi)都(dou)不能保證絕對的(de)線(xian)(xian)性,其線(xian)(xian)性度也(ye)是相對的(de)。當(dang)所要求測量(liang)精度比(bi)較低時(shi),在一定的(de)范圍內,可將非線(xian)(xian)性誤差較小的(de)傳感器(qi)近似看作線(xian)(xian)性的(de),這會給(gei)測量(liang)帶(dai)來(lai)極(ji)大(da)的(de)方(fang)便。
傳(chuan)感(gan)器使用(yong)一段(duan)時(shi)間后,其性(xing)能保持不變的(de)(de)能力稱為穩定性(xing)。影響(xiang)傳(chuan)感(gan)器長期穩定性(xing)的(de)(de)因素除(chu)傳(chuan)感(gan)器本身(shen)結構(gou)外,主(zhu)要是傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)使用(yong)環境(jing)(jing)。因此,要使傳(chuan)感(gan)器具有良好的(de)(de)穩定性(xing),傳(chuan)感(gan)器必須要有較(jiao)強的(de)(de)環境(jing)(jing)適(shi)應能力。
在選擇傳感器(qi)(qi)之前,應對其使用環(huan)境(jing)進行(xing)調查,并根據具(ju)體的(de)使用環(huan)境(jing)選擇合(he)適的(de)傳感器(qi)(qi),或采取適當的(de)措施,減小環(huan)境(jing)的(de)影(ying)響(xiang)。
傳(chuan)感(gan)器的穩定性(xing)有定量指標,在超過使(shi)用(yong)期后,在使(shi)用(yong)前(qian)應重(zhong)新進(jin)行(xing)標定,以確定傳(chuan)感(gan)器的性(xing)能是否發生(sheng)變化。
在某些(xie)要求(qiu)傳感器(qi)能(neng)(neng)長期使用而(er)又不能(neng)(neng)輕易更(geng)換(huan)或標定的場合,所選用的傳感器(qi)穩定性(xing)要求(qiu)更(geng)嚴格(ge),要能(neng)(neng)夠經受住長時間(jian)的考驗。
精度(du)是傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)一個(ge)(ge)重要的(de)(de)性能指標,它(ta)是關系到(dao)整個(ge)(ge)測(ce)(ce)量(liang)系統(tong)測(ce)(ce)量(liang)精度(du)的(de)(de)一個(ge)(ge)重要環節。傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)精度(du)越高(gao),其價格越昂貴,因(yin)此,傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)精度(du)只要滿足整個(ge)(ge)測(ce)(ce)量(liang)系統(tong)的(de)(de)精度(du)要求就可(ke)以,不必選得過高(gao)。這(zhe)樣就可(ke)以在滿足同一測(ce)(ce)量(liang)目的(de)(de)的(de)(de)諸(zhu)多(duo)傳(chuan)感器(qi)中選擇(ze)比(bi)較(jiao)便宜和(he)簡單的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)阿特拉(la)斯(si)空壓機配(pei)件。
如果(guo)測(ce)量(liang)目的(de)(de)是定性分(fen)析的(de)(de),選(xuan)(xuan)用(yong)重(zhong)復精(jing)(jing)度高(gao)的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器即可,不宜選(xuan)(xuan)用(yong)絕(jue)對量(liang)值精(jing)(jing)度高(gao)的(de)(de);如果(guo)是為(wei)了定量(liang)分(fen)析,必須獲得精(jing)(jing)確的(de)(de)測(ce)量(liang)值,就需選(xuan)(xuan)用(yong)精(jing)(jing)度等級能滿足要求的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器。
對某些特殊使用場合,無(wu)法選(xuan)到合適的傳(chuan)感器,則(ze)需自行設計制(zhi)造傳(chuan)感器。自制(zhi)傳(chuan)感器的性(xing)能應滿足使用要求。
1.傳感(gan)器
能感受(shou)規定(ding)的被測(ce)量并按照(zhao)一定(ding)的規律轉(zhuan)換(huan)成(cheng)可用輸(shu)出(chu)信(xin)號的器件或裝置(zhi)。通常有敏感元件和(he)轉(zhuan)換(huan)元件組成(cheng)。
(1)敏感(gan)元件是(shi)指傳感(gan)器中(zhong)能直接(jie)(或響(xiang)應)被測量的部(bu)分。
(2)轉換元(yuan)件指傳(chuan)感(gan)器(qi)中能較敏感(gan)元(yuan)件感(gan)受(shou)(或響(xiang)應(ying))的被測量轉換成(cheng)是(shi)與傳(chuan)輸和(或)測量的電(dian)信號部分(fen)。
(3)當輸出為規定的標準信號(hao)時,則(ze)稱為變送器。
2.測量(liang)范圍
在允許誤差限內被測量值的范圍(wei)。
3.量(liang)程(cheng)
測量范圍上限值(zhi)和下限值(zhi)的代數差。
4.精(jing)確度
被測量(liang)的(de)測量(liang)結(jie)果(guo)與真(zhen)值間(jian)的(de)一致程度。
5.重復(fu)性
在(zai)所有下(xia)述條(tiao)件下(xia),對同一被測(ce)的量(liang)進行多次(ci)連續(xu)測(ce)量(liang)所得結果之間的符合程度:
相同測量方法(fa);
相同(tong)觀測(ce)者(zhe);
相同測量儀器;
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(gui)定測(ce)(ce)量(liang)范圍內可能(neng)檢(jian)測(ce)(ce)出的被測(ce)(ce)量(liang)的最(zui)小變化量(liang)。
7.閾值
能使傳(chuan)感(gan)器輸出端(duan)產生可測變化(hua)量的(de)被(bei)測量的(de)最(zui)小(xiao)變化(hua)量。
8.零位
使輸出的絕對值為最小的狀態,例(li)如平衡(heng)狀態。
9.激勵(li)
為使(shi)傳(chuan)感器正常(chang)工(gong)作而施加的外(wai)部能量(liang)(電(dian)壓或電(dian)流)。
10.最大激勵
在市(shi)內(nei)條件(jian)下(xia),能夠施加(jia)到傳感器上的激勵(li)電(dian)壓或電(dian)流的最(zui)大值。
11.輸入阻抗
在輸出端短路時,傳感器輸入端測得的阻抗(kang)。
12.輸出
有傳感器產生的與(yu)外加被(bei)測量(liang)(liang)成函數關系(xi)的電量(liang)(liang)。
13.輸出阻(zu)抗(kang)
在輸入端短(duan)路時,傳(chuan)感器輸出端測得的(de)阻(zu)抗。
14.零點輸出(chu)
在(zai)室內條件下,所(suo)加被(bei)測(ce)量(liang)為零時傳(chuan)感器的輸出。
15.滯后
在規定的(de)范圍內,當(dang)被測量(liang)值增加和減(jian)少時,輸出中出現的(de)最(zui)大差值。
16.遲后
輸(shu)出信(xin)號變(bian)化(hua)相對于輸(shu)入信(xin)號變(bian)化(hua)的時間延(yan)遲。
17.漂移
在一定(ding)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔內,傳感(gan)器(qi)輸出中有與被測量(liang)無(wu)關的(de)不需要的(de)變化量(liang)。
18.零點漂移
在規定的時(shi)間間隔(ge)及室內(nei)條件下(xia)零(ling)點輸出時(shi)的變化。
19.靈敏(min)度
傳(chuan)感器輸出量的(de)(de)增量與相應的(de)(de)輸入量增量之比。
20.靈(ling)敏度(du)漂移
由于靈敏度的(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(you)于(yu)靈敏度(du)的(de)變化而(er)引起的(de)靈敏度(du)漂移。
22.熱(re)零點(dian)漂移
由(you)于周圍溫(wen)度變化而引(yin)起的零點漂移。
23.線性度
校準曲線(xian)與某一規定直線(xian)一致的程度(du)。
24.非線性度
校準曲(qu)線與某(mou)一規定直(zhi)線偏離的程度(du)。
25.長期穩定性
傳(chuan)感器在規定的(de)時間內仍能保持不(bu)超過允許誤(wu)差(cha)的(de)能力。
26.固有頻率
在(zai)無(wu)阻力時,傳感器的自由(不加外力)振蕩(dang)頻率(lv)。
27.響(xiang)應
輸出時被測量變化的(de)特性(xing)。
28.補償溫(wen)度范圍
使傳感器保持量程和規定(ding)極(ji)限(xian)內的(de)零平衡所補償(chang)的(de)溫度范圍(wei)。
29.蠕(ru)變
當被(bei)測量(liang)機器多有環境(jing)條件保持恒定時,在規定時間內輸(shu)出量(liang)的(de)變化。
30.絕緣電阻
如無其他規(gui)(gui)定(ding),指在室(shi)溫(wen)條件下施加規(gui)(gui)定(ding)的(de)直流電壓(ya)時(shi),從傳感器(qi)規(gui)(gui)定(ding)絕緣部分之間測得的(de)電阻值。
環(huan)境給傳(chuan)感器造成的影(ying)響主要有(you)以下(xia)幾(ji)個方面:
(1)高(gao)溫環(huan)境對(dui)傳感器造(zao)成涂(tu)覆材料熔化(hua)(hua)、焊點(dian)開化(hua)(hua)、彈性(xing)體內應力(li)發生結(jie)構變化(hua)(hua)等問題。對(dui)于高(gao)溫環(huan)境下工作(zuo)的傳感器常采(cai)用耐高(gao)溫傳感器;另外,必(bi)須加有隔熱、水(shui)冷(leng)或氣冷(leng)等裝置。
(2)粉(fen)塵、潮濕(shi)對傳感器(qi)造(zao)成短(duan)路的(de)(de)(de)(de)影響。在此環境條件下應選用密閉性很(hen)(hen)高的(de)(de)(de)(de)傳感器(qi)。不(bu)同的(de)(de)(de)(de)傳感器(qi)其密封的(de)(de)(de)(de)方式是不(bu)同的(de)(de)(de)(de),其密閉性存在著很(hen)(hen)大差異。
常(chang)見的(de)密(mi)封(feng)有密(mi)封(feng)膠充填或涂覆;橡膠墊機(ji)械緊固(gu)密(mi)封(feng);焊(han)接(氬弧(hu)焊(han)、等(deng)離(li)子束(shu)焊(han))和(he)抽真空充氮密(mi)封(feng)。
從密(mi)封效果來看,焊(han)接(jie)密(mi)封為(wei)最佳,充(chong)填涂(tu)覆密(mi)封膠為(wei)最差(cha)。對于(yu)(yu)室(shi)內干(gan)凈、干(gan)燥環境下(xia)工(gong)作(zuo)的傳(chuan)(chuan)感(gan)器,可選擇(ze)涂(tu)膠密(mi)封的傳(chuan)(chuan)感(gan)器,而對于(yu)(yu)一些在潮濕、粉塵性較(jiao)高的環境下(xia)工(gong)作(zuo)的傳(chuan)(chuan)感(gan)器,應選擇(ze)膜片熱套密(mi)封或膜片焊(han)接(jie)密(mi)封、抽真空(kong)充(chong)氮的傳(chuan)(chuan)感(gan)器。
(3)在腐蝕(shi)性(xing)較高的環境下,如潮濕、酸性(xing)對(dui)傳感器造成彈性(xing)體受損或(huo)產生短路(lu)等影響(xiang),應選擇外表面(mian)進行(xing)過噴塑(su)或(huo)不銹鋼外罩,抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)能好(hao)且密閉(bi)性(xing)好(hao)的傳感器。
(4)電磁場對傳感器(qi)輸出紊亂信號的影響。在此情況(kuang)下(xia),應(ying)對傳感器(qi)的屏蔽性進行(xing)嚴格檢查(cha),看其(qi)是(shi)否具有(you)良好的抗電磁能力(li)。
(5)易(yi)燃(ran)、易(yi)爆(bao)不(bu)僅(jin)對(dui)傳(chuan)感(gan)器造(zao)成徹底性(xing)的(de)損害,而(er)且還(huan)給其它(ta)設(she)備(bei)和人(ren)身安全造(zao)成很大(da)的(de)威脅。因此,在(zai)易(yi)燃(ran)、易(yi)爆(bao)環境(jing)下工作的(de)傳(chuan)感(gan)器對(dui)防(fang)(fang)爆(bao)性(xing)能提(ti)出了更高(gao)的(de)要(yao)求:在(zai)易(yi)燃(ran)、易(yi)爆(bao)環境(jing)下必須選用防(fang)(fang)爆(bao)傳(chuan)感(gan)器,這種(zhong)傳(chuan)感(gan)器的(de)密封外(wai)罩不(bu)僅(jin)要(yao)考(kao)慮(lv)其密閉性(xing),還(huan)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)防(fang)(fang)爆(bao)強度,以(yi)及電纜線引出頭的(de)防(fang)(fang)水(shui)、防(fang)(fang)潮、防(fang)(fang)爆(bao)性(xing)等。
對傳感(gan)器數量和量程的(de)選擇:
傳(chuan)感器(qi)數(shu)量的選擇是根(gen)(gen)據(ju)電子(zi)衡器(qi)的用(yong)途、秤體(ti)需(xu)要支(zhi)撐(cheng)的點(dian)數(shu)(支(zhi)撐(cheng)點(dian)數(shu)應(ying)(ying)根(gen)(gen)據(ju)使(shi)秤體(ti)幾何重心(xin)和實(shi)際(ji)重心(xin)重合的原(yuan)則(ze)而(er)確(que)定(ding))而(er)定(ding)。一般(ban)來(lai)說,秤體(ti)有幾個(ge)(ge)支(zhi)撐(cheng)點(dian)就(jiu)選用(yong)幾只傳(chuan)感器(qi),但(dan)是對于一些特殊的秤體(ti)如電子(zi)吊(diao)鉤秤就(jiu)只能采用(yong)一個(ge)(ge)傳(chuan)感器(qi),一些機電結合秤就(jiu)應(ying)(ying)根(gen)(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情況來(lai)確(que)定(ding)選用(yong)傳(chuan)感器(qi)的個(ge)(ge)數(shu)。
傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)量(liang)程(cheng)(cheng)的選擇可依據秤的最(zui)大(da)稱(cheng)量(liang)值、選用傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的個數、秤體(ti)的自重(zhong)、可能(neng)產生的最(zui)大(da)偏載及(ji)動載等(deng)(deng)因(yin)素綜合評價(jia)來確定。一般來說,傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的量(liang)程(cheng)(cheng)越接近分配到每(mei)個傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的載荷(he),其稱(cheng)量(liang)的準確度就越高。但在實(shi)際使用時,由于加在傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)上的載荷(he)除被稱(cheng)物體(ti)外,還存在秤體(ti)自重(zhong)、皮重(zhong)、偏載及(ji)振動沖擊等(deng)(deng)載荷(he),因(yin)此(ci)選用傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)量(liang)程(cheng)(cheng)時,要考慮諸多方面的因(yin)素,保證(zheng)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的安全和壽命。
傳感器量程的計算公式是在(zai)充(chong)分考(kao)慮到影(ying)響秤體的各個(ge)因素后,經過大(da)量的實驗(yan)而確(que)定的。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感器的(de)額定量程(cheng)
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈(jing)重的最(zui)大(da)值
N-秤體所采用支撐點的數量
K-0—保險系數,一般取值在(zai)1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的重心(xin)偏移系數
K-3—風壓系數
根據經驗,一(yi)般應使(shi)(shi)傳感(gan)(gan)器(qi)工作(zuo)在其30%~70%量(liang)(liang)程(cheng)內,但(dan)對于(yu)一(yi)些在使(shi)(shi)用過(guo)程(cheng)中存在較(jiao)大(da)沖擊力的(de)(de)衡器(qi),如動(dong)態軌(gui)道衡、動(dong)態汽車衡、鋼(gang)材秤等,在選用傳感(gan)(gan)器(qi)時(shi),一(yi)般要擴(kuo)大(da)其量(liang)(liang)程(cheng),使(shi)(shi)傳感(gan)(gan)器(qi)工作(zuo)在其量(liang)(liang)程(cheng)的(de)(de)20%~30%之內,使(shi)(shi)傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)稱量(liang)(liang)儲備量(liang)(liang)增大(da),以保證傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)使(shi)(shi)用安全(quan)和壽命。
要考慮各(ge)種類型傳感器的適用范(fan)圍:
傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的準確度(du)等(deng)級包括傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的非線形、蠕變、蠕變恢復、滯后、重復性(xing)、靈(ling)敏度(du)等(deng)技(ji)術指(zhi)標。在選用傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的時候,不要單純追求(qiu)高(gao)等(deng)級的傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi),而既(ji)要考慮(lv)滿足(zu)電(dian)子秤的準確度(du)要求(qiu),又(you)要考慮(lv)其成本(ben)。
對傳感(gan)器等級的選擇必須滿(man)足下列兩個條件:
1.滿足(zu)儀表(biao)(biao)輸(shu)(shu)入的(de)(de)要(yao)求(qiu)。稱(cheng)重顯示儀表(biao)(biao)是對傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)信(xin)號(hao)經(jing)過放大(da)(da)、A/D轉換等處理之后顯示稱(cheng)量結果(guo)的(de)(de)。因此(ci),傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)信(xin)號(hao)必須大(da)(da)于或等于儀表(biao)(biao)要(yao)求(qiu)的(de)(de)輸(shu)(shu)入信(xin)號(hao)大(da)(da)小,即將傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)靈敏度代人傳感器(qi)和儀表(biao)(biao)的(de)(de)匹(pi)配(pei)公式,計算(suan)結果(guo)須大(da)(da)于或等于儀表(biao)(biao)要(yao)求(qiu)的(de)(de)輸(shu)(shu)入靈敏度。
2.滿(man)足(zu)整臺電(dian)子(zi)秤(cheng)(cheng)準(zhun)確(que)度的要求(qiu)。一(yi)臺電(dian)子(zi)秤(cheng)(cheng)主要是由秤(cheng)(cheng)體、傳(chuan)感(gan)器、儀表(biao)三(san)部分組成(cheng),在對傳(chuan)感(gan)器準(zhun)確(que)度選(xuan)擇的時候(hou),應(ying)使傳(chuan)感(gan)器的準(zhun)確(que)度略(lve)高于理(li)論計算值,因(yin)為(wei)理(li)論往往受到(dao)客觀條件的限制(zhi),如(ru)秤(cheng)(cheng)體的強度差一(yi)點,儀表(biao)的性(xing)能不是很(hen)好、秤(cheng)(cheng)的工作環境比較惡劣等因(yin)素都直接影(ying)響到(dao)秤(cheng)(cheng)的準(zhun)確(que)度要求(qiu),因(yin)此要從各方面提高要求(qiu),又要考(kao)慮經(jing)濟(ji)效益,確(que)保達到(dao)目的。
與傳(chuan)感器相關的現行(xing)國家標準
GB/T14479-1993傳感器圖用圖形(xing)符號
GB/T15478-1995壓力傳感器性(xing)能試(shi)驗方法
GB/T15768-1995電容式濕敏(min)元件與濕度傳感器(qi)總規范
GB/T15865-1995攝(she)像機(PAL/SECAM/NTSC)測量方(fang)法第(di)1部分(fen):非廣(guang)播單傳感(gan)器(qi)攝(she)像機
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GB/T18858.2-2002低壓開關設備(bei)和(he)控(kong)制(zhi)設備(bei)控(kong)制(zhi)器-設備(bei)接口(CDI)第2部(bu)分:執(zhi)行器傳(chuan)感(gan)器接口(AS-i)
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GB/T7666-2005傳感(gan)器命名法及代號(hao)
GB/T11349.1-2006振(zhen)動與(yu)沖(chong)擊機械導納的試驗確定(ding)第1部分:基本(ben)定(ding)義與(yu)傳感器
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GB/T20522-2006半導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)第14-3部(bu)分(fen):半導(dao)體(ti)傳(chuan)感器(qi)-壓力傳(chuan)感器(qi)
GB/T20485.11-2006振(zhen)動與沖擊傳感器校準方(fang)法第11部分:激光干(gan)涉法振(zhen)動絕對校準
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GB/T20485.13-2007振動(dong)與沖擊傳感器(qi)校準方法(fa)(fa)第(di)13部(bu)分(fen):激(ji)光(guang)干涉法(fa)(fa)沖擊絕對校準
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GB/T20485.15-2010振動與沖(chong)擊傳感器校準(zhun)方法第15部分:激光(guang)干涉法角振動絕(jue)對校準(zhun)
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GB/T20485.31-2011振(zhen)動(dong)與沖擊傳感器的校(xiao)準方法第31部分:橫向振(zhen)動(dong)靈敏度測試
GB/T13823.4-1992振動與沖擊傳感(gan)器的(de)校準方法(fa)磁靈敏度(du)測(ce)試
GB/T13823.5-1992振動與沖擊傳(chuan)感器的(de)校準方法(fa)安裝力(li)矩靈敏度測試
GB/T13823.6-1992振動與沖擊傳感器的校準方法基座(zuo)應變靈敏度測(ce)試
GB/T13823.8-1994振動與沖擊傳感(gan)器(qi)的校準(zhun)方法橫向(xiang)振動靈敏(min)度測(ce)試
GB/T13823.9-1994振(zhen)動與沖擊(ji)傳感器的校準方法橫向沖擊(ji)靈敏度測試
GB/T13823.12-1995振動(dong)與沖(chong)擊傳感器的校準方法安裝在鋼塊上的無阻尼加速度計共振頻率測試
GB/T13823.14-1995振(zhen)動與(yu)沖擊(ji)傳感(gan)器的(de)校準方(fang)法離心(xin)機法一次(ci)校準
GB/T13823.15-1995振(zhen)動與沖(chong)擊傳感器的校準(zhun)方(fang)法瞬變溫度(du)靈敏度(du)測(ce)試法
GB/T13823.16-1995振(zhen)動與沖擊傳感器的校準方(fang)法溫度響應比較(jiao)測(ce)試(shi)法
GB/T13866-1992振動與(yu)沖擊(ji)測量(liang)描述慣性式傳感器特性的規定
中國(guo)傳(chuan)感器(qi)產業正(zheng)處于由(you)傳(chuan)統(tong)型向(xiang)新型傳(chuan)感器(qi)發展的關鍵階段,它體現了新型傳(chuan)感器(qi)向(xiang)微型化、多功能化、數字化、智(zhi)能化、系統(tong)化和網(wang)絡化發展的總趨勢(shi)。傳(chuan)感器(qi)技術歷經了多年的發展,其技術的發展大(da)體可分三代:
第(di)一(yi)代(dai)是結構(gou)型傳(chuan)感器,它(ta)利(li)用(yong)結構(gou)參量變化來感受和轉化信(xin)號(hao)。
第二代(dai)是上(shang)70年代(dai)發展起來的固體型傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi),這種傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)由半導體、電介質、磁(ci)性材料等固體元件構(gou)成,是利(li)用(yong)材料某些特性制(zhi)成。如(ru):利(li)用(yong)熱電效應(ying)、霍爾效應(ying)、光敏效應(ying),分別制(zhi)成熱電偶(ou)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、霍爾傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、光敏傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。
第三代(dai)傳感(gan)器(qi)是以后剛剛發(fa)展起來的智能(neng)型傳感(gan)器(qi),是微型計(ji)算機技術與檢測技術相(xiang)結(jie)合(he)的產物,使傳感(gan)器(qi)具有(you)一定的人工智能(neng)。
傳感(gan)器技術及其產業的特點(dian)可以歸納為:基礎(chu)、應用兩頭依附(fu);技術、投(tou)資(zi)兩個密(mi)集;產品、產業兩大分散。
基礎(chu)依附(fu),是(shi)指(zhi)傳感器技(ji)(ji)術(shu)的發(fa)展依附(fu)于敏(min)感機理、敏(min)感材料、工藝設(she)備和計(ji)(ji)測(ce)技(ji)(ji)術(shu)這四塊(kuai)基石(shi)。敏(min)感機理千差萬別,敏(min)感材料多(duo)種多(duo)樣,工藝設(she)備各不相同,計(ji)(ji)測(ce)技(ji)(ji)術(shu)大相徑庭,沒(mei)有上述四塊(kuai)基石(shi)的支撐,傳感器技(ji)(ji)術(shu)難(nan)以為繼。
應(ying)(ying)用依(yi)附(fu)是指傳感器技(ji)術(shu)基本上(shang)屬于應(ying)(ying)用技(ji)術(shu),其市場開(kai)發多依(yi)賴于檢測(ce)裝置和(he)自動控制系統的應(ying)(ying)用,才(cai)能真正體現出它的高附(fu)加效益并(bing)形成現實市場。也(ye)即(ji)發展傳感器技(ji)術(shu)要以市場為導向(xiang),實行需求牽引。
技(ji)術(shu)密(mi)集是指(zhi)傳感(gan)器在研(yan)制(zhi)和制(zhi)造過程中技(ji)術(shu)的多(duo)樣性(xing)、邊(bian)緣性(xing)、綜合性(xing)和技(ji)藝性(xing)。它是多(duo)種高技(ji)術(shu)的集合產物。由于技(ji)術(shu)密(mi)集也自然(ran)要求人才密(mi)集。
投資(zi)密集是指研(yan)究開發和生(sheng)產(chan)某一種傳感器產(chan)品(pin)要求一定(ding)的投資(zi)強度(du),尤其是在(zai)工程化研(yan)究以及建立規模經濟生(sheng)產(chan)線(xian)時,更要求較大的投資(zi)。
產(chan)(chan)品結(jie)構和產(chan)(chan)業(ye)(ye)結(jie)構的(de)兩大(da)分(fen)散是(shi)指傳感(gan)器產(chan)(chan)品門(men)類(lei)品種(zhong)繁多(duo)(共10大(da)類(lei)、42小(xiao)類(lei)近(jin)6000個品種(zhong)),其應用(yong)滲透到(dao)各個產(chan)(chan)業(ye)(ye)部門(men),它的(de)發(fa)(fa)展(zhan)既有各產(chan)(chan)業(ye)(ye)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)推動(dong)力,又強(qiang)烈地依(yi)賴于各產(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)支撐(cheng)作(zuo)用(yong)。只有按(an)照市場需求(qiu),不斷調整產(chan)(chan)業(ye)(ye)結(jie)構和產(chan)(chan)品結(jie)構,才能實現傳感(gan)器產(chan)(chan)業(ye)(ye)的(de)全面、協(xie)調、持(chi)續發(fa)(fa)展(zhan)。