國家(jia)標準GB7665-87對傳(chuan)感(gan)器下的定(ding)義是:“能感(gan)受規定(ding)的被測(ce)量并按照一定(ding)的規律(數學函(han)數法(fa)則)轉換(huan)成(cheng)可用信號(hao)的器件(jian)或裝置,通常由敏感(gan)元件(jian)和轉換(huan)元件(jian)組成(cheng)”。
中國物(wu)聯網(wang)校企聯盟認為,傳感器的存(cun)在和發展,讓(rang)(rang)物(wu)體有(you)了觸(chu)覺(jue)、味覺(jue)和嗅(xiu)覺(jue)等感官(guan),讓(rang)(rang)物(wu)體慢慢變得(de)活了起來。”
“傳感器(qi)”在(zai)新韋(wei)式(shi)大詞(ci)典中(zhong)定(ding)義為:“從(cong)一個(ge)系統(tong)接受功(gong)率,通常(chang)以(yi)另一種形(xing)式(shi)將(jiang)功(gong)率送到第二個(ge)系統(tong)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(ren)們自身的(de)感(gan)覺器(qi)官,在研究自然現象和(he)規(gui)律(lv)以及生產活動中它(ta)們的(de)功能就遠遠不(bu)夠(gou)了(le)。為(wei)(wei)適(shi)應這種(zhong)情況,就需要傳(chuan)感(gan)器(qi)。因此可以說(shuo),傳(chuan)感(gan)器(qi)是人(ren)類五官的(de)延長,又稱之為(wei)(wei)電五官。
新技術革命的(de)到來,世界開始進入(ru)信(xin)(xin)息時代(dai)。在利(li)用信(xin)(xin)息的(de)過程中(zhong),首先要解決的(de)就是(shi)要獲取準確(que)可(ke)靠的(de)信(xin)(xin)息,而(er)傳感(gan)器是(shi)獲取自然和生產領域中(zhong)信(xin)(xin)息的(de)主要途(tu)徑(jing)與(yu)手段。
在(zai)現代工業(ye)生產(chan)尤其是自動化生產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong),要用各種(zhong)傳感器來監視(shi)和控制生產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)各個參數(shu),使(shi)設備(bei)工作在(zai)正常狀態(tai)或(huo)最佳狀態(tai),并(bing)使(shi)產(chan)品(pin)達(da)到最好的(de)質量。因此(ci)可以說,沒有眾多的(de)優良的(de)傳感器,現代化生產(chan)也就失去了基礎。
在基礎(chu)學科(ke)研究中,傳感(gan)器(qi)更具有突出的(de)(de)地位。現(xian)代科(ke)學技術(shu)的(de)(de)發展,進(jin)入了(le)許多(duo)(duo)新(xin)領域:例如在宏觀上要(yao)(yao)觀察(cha)上千光年(nian)的(de)(de)茫(mang)(mang)茫(mang)(mang)宇宙,微(wei)觀上要(yao)(yao)觀察(cha)小到(dao)fm的(de)(de)粒子世界,縱向上要(yao)(yao)觀察(cha)長(chang)達(da)數(shu)十萬(wan)年(nian)的(de)(de)天體演化(hua),短到(dao)s的(de)(de)瞬間反應(ying)。此(ci)外,還出現(xian)了(le)對(dui)深化(hua)物質認識、開(kai)拓新(xin)能源、新(xin)材料等(deng)具有重要(yao)(yao)作用的(de)(de)各(ge)種極端(duan)技術(shu)研究,如超(chao)高(gao)(gao)(gao)溫、超(chao)低溫、超(chao)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)、超(chao)高(gao)(gao)(gao)真空(kong)、超(chao)強(qiang)磁場、超(chao)弱磁場等(deng)等(deng)。顯然(ran),要(yao)(yao)獲取(qu)大量人類感(gan)官(guan)無法直接獲取(qu)的(de)(de)信息(xi),沒(mei)有相(xiang)適(shi)應(ying)的(de)(de)傳感(gan)器(qi)是不可能的(de)(de)。許多(duo)(duo)基礎(chu)科(ke)學研究的(de)(de)障礙,首先就在于(yu)對(dui)象(xiang)信息(xi)的(de)(de)獲取(qu)存在困難,而(er)一些新(xin)機理和高(gao)(gao)(gao)靈敏度的(de)(de)檢測傳感(gan)器(qi)的(de)(de)出現(xian),往往會導致該領域內的(de)(de)突破。一些傳感(gan)器(qi)的(de)(de)發展,往往是一些邊(bian)緣學科(ke)開(kai)發的(de)(de)先驅。
傳感器(qi)早已滲透到諸如工(gong)業生(sheng)(sheng)產、宇宙(zhou)開(kai)發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫(yi)學診斷、生(sheng)(sheng)物工(gong)程(cheng)、甚至文物保護等等極(ji)其之(zhi)泛的(de)(de)領域。可以毫不夸(kua)張(zhang)地(di)說,從茫茫的(de)(de)太空,到浩瀚的(de)(de)海洋,以至各種復(fu)雜的(de)(de)工(gong)程(cheng)系統,幾(ji)乎每一個現代(dai)化(hua)項目,都離(li)不開(kai)各種各樣的(de)(de)傳感器(qi)。
由此可見,傳感器技(ji)術在(zai)發展(zhan)經濟、推(tui)動社會進步方面的重(zhong)要作用,是(shi)十(shi)分明顯的。世界各國(guo)都(dou)十(shi)分重(zhong)視這一領域的發展(zhan)。相信不久的將來(lai),傳感器技(ji)術將會出(chu)現一個飛躍(yue),達到與其重(zhong)要地位相稱(cheng)的新水(shui)平。
傳(chuan)感(gan)器的(de)特點包括:微(wei)型(xing)化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)、多功能化(hua)(hua)、系(xi)統化(hua)(hua)、網絡化(hua)(hua),它不(bu)僅促進(jin)了傳(chuan)統產業(ye)的(de)改造(zao)和更新(xin)換代,而且還可能建立(li)新(xin)型(xing)工(gong)業(ye),從而成(cheng)為21世紀(ji)新(xin)的(de)經濟增長點。微(wei)型(xing)化(hua)(hua)是建立(li)在微(wei)電(dian)子(zi)機械系(xi)統(MEMS)技術基礎上的(de),已成(cheng)功應用(yong)在硅(gui)器件(jian)上做成(cheng)硅(gui)壓力傳(chuan)感(gan)器。
傳感器(qi)一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四(si)部分組(zu)成,如(ru)圖(tu)1所(suo)示。
敏感元件(jian)直接(jie)感受被測量(liang)(liang),并輸出(chu)與被測量(liang)(liang)有確定(ding)關系的物理量(liang)(liang)信(xin)號;轉換(huan)(huan)(huan)元件(jian)將敏感元件(jian)輸出(chu)的物理量(liang)(liang)信(xin)號轉換(huan)(huan)(huan)為電信(xin)號;變換(huan)(huan)(huan)電路(lu)負責對轉換(huan)(huan)(huan)元件(jian)輸出(chu)的電信(xin)號進行(xing)放大調(diao)制;轉換(huan)(huan)(huan)元件(jian)和變換(huan)(huan)(huan)電路(lu)一般還(huan)需要(yao)輔助電源供電。
常將傳感器的功能與人類(lei)5大感覺(jue)器官相比擬:
光敏傳感器——視覺
聲敏傳感器——聽(ting)覺
氣敏(min)傳(chuan)感器——嗅覺
化學傳感器——味(wei)覺
壓敏、溫敏、流體(ti)傳感(gan)器——觸覺
敏感(gan)元(yuan)件的分類:
物理(li)類(lei),基于力、熱、光、電、磁和聲等(deng)物理(li)效應。
化(hua)學類,基于(yu)化(hua)學反應的原理。
生物類,基于酶、抗體、和(he)激素等(deng)分子識別功能(neng)。
通常據其基本感知功(gong)能可(ke)分(fen)為熱敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、光(guang)敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、氣(qi)敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、力敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、磁敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、濕敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、聲敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、放(fang)射線(xian)敏感元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)、色敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)和味(wei)敏元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)等十大類(還有人曾將(jiang)敏感元(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)分(fen)46類)。
電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)式傳(chuan)(chuan)感器是(shi)將被(bei)測量,如位移、形(xing)變、力、加(jia)速度、濕(shi)度、溫(wen)度等(deng)這(zhe)些物理量轉換式成電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)值這(zhe)樣的一種(zhong)器件(jian)。主要有電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)應變式、壓阻(zu)(zu)式、熱電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)、熱敏、氣敏、濕(shi)敏等(deng)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)式傳(chuan)(chuan)感器件(jian)。
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)(zhi)通過電(dian)(dian)纜(lan)、光纖等傳輸(shu)系統與數(shu)字量輸(shu)入(ru)(ru)二次儀(yi)表相連(lian),數(shu)字量輸(shu)入(ru)(ru)二次儀(yi)表對(dui)電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流(liu)的采樣值(zhi)(zhi)進(jin)行運算,可以獲取電(dian)(dian)壓有效值(zhi)(zhi)、電(dian)(dian)流(liu)有效值(zhi)(zhi)、基波電(dian)(dian)壓、基波電(dian)(dian)流(liu)、諧波電(dian)(dian)壓、諧波電(dian)(dian)流(liu)、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shu)。
稱重傳感器(qi)是一(yi)種能夠將重力轉(zhuan)變(bian)為電信號的(de)力→電轉(zhuan)換裝置,是電子(zi)衡器(qi)的(de)一(yi)個關鍵部(bu)件。
能夠(gou)實(shi)現(xian)力→電(dian)(dian)轉換(huan)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)有多(duo)種,常見的(de)(de)(de)(de)有電(dian)(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)式(shi)、電(dian)(dian)磁力式(shi)和電(dian)(dian)容式(shi)等。電(dian)(dian)磁力式(shi)主要用于電(dian)(dian)子天(tian)平,電(dian)(dian)容式(shi)用于部分電(dian)(dian)子吊(diao)秤(cheng),而(er)絕大多(duo)數(shu)衡器(qi)(qi)產品所用的(de)(de)(de)(de)還是電(dian)(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)式(shi)稱重傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。電(dian)(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)式(shi)稱重傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)結構較簡單,準確度高,適用面廣,且能夠(gou)在(zai)相對比較差的(de)(de)(de)(de)環境下(xia)使(shi)用。因此電(dian)(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)式(shi)稱重傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)在(zai)衡器(qi)(qi)中得(de)到了廣泛地運用。
傳感器中的電(dian)阻應(ying)(ying)變(bian)片具(ju)有(you)金屬(shu)的應(ying)(ying)變(bian)效應(ying)(ying),即在外力作用下產生機械形變(bian),從而(er)使電(dian)阻值隨之(zhi)發生相應(ying)(ying)的變(bian)化。電(dian)阻應(ying)(ying)變(bian)片主要(yao)有(you)金屬(shu)和(he)半(ban)導(dao)體兩類,金屬(shu)應(ying)(ying)變(bian)片有(you)金屬(shu)絲(si)式(shi)(shi)、箔式(shi)(shi)、薄膜式(shi)(shi)之(zhi)分。半(ban)導(dao)體應(ying)(ying)變(bian)片具(ju)有(you)靈敏度高(通常是絲(si)式(shi)(shi)、箔式(shi)(shi)的幾十倍)、橫向效應(ying)(ying)小等(deng)優點。
壓阻(zu)(zu)(zu)式(shi)傳(chuan)感器是根據半(ban)導體材(cai)料的壓阻(zu)(zu)(zu)效應在半(ban)導體材(cai)料的基(ji)片(pian)上經擴散(san)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)而(er)制成的器件。其基(ji)片(pian)可直接作為測(ce)量(liang)傳(chuan)感元件,擴散(san)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)在基(ji)片(pian)內接成電(dian)(dian)橋形(xing)式(shi)。當基(ji)片(pian)受到外力(li)作用而(er)產生形(xing)變(bian)時(shi),各電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)值將發(fa)生變(bian)化,電(dian)(dian)橋就(jiu)會產生相(xiang)應的不平衡輸出。
用作壓阻式(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)器的基片(pian)(pian)(或稱膜片(pian)(pian))材料(liao)主(zhu)要(yao)為(wei)(wei)硅(gui)片(pian)(pian)和鍺片(pian)(pian),硅(gui)片(pian)(pian)為(wei)(wei)敏感(gan)(gan)材料(liao)而(er)制成(cheng)的硅(gui)壓阻傳(chuan)感(gan)(gan)器越來越受到(dao)人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)器應用最為(wei)(wei)普遍(bian)。
熱(re)電(dian)阻測溫(wen)是基(ji)于金屬導體的電(dian)阻值(zhi)隨溫(wen)度的增加(jia)而增加(jia)這(zhe)一特性來進行(xing)溫(wen)度測量的。
熱(re)(re)電(dian)阻大(da)都由純金(jin)屬材料(liao)制(zhi)成,應用(yong)最(zui)多(duo)的是(shi)鉑和(he)銅,此外(wai),已開始采(cai)用(yong)鎳(nie)、錳和(he)銠等材料(liao)制(zhi)造熱(re)(re)電(dian)阻。
熱(re)電(dian)阻傳感器主要是利(li)用(yong)(yong)電(dian)阻值隨溫(wen)(wen)度(du)變化而變化這一(yi)特性(xing)來測量溫(wen)(wen)度(du)及與(yu)溫(wen)(wen)度(du)有關(guan)的參數。在溫(wen)(wen)度(du)檢(jian)測精(jing)度(du)要求比(bi)較(jiao)(jiao)高的場合,這種傳感器比(bi)較(jiao)(jiao)適用(yong)(yong)。較(jiao)(jiao)為(wei)廣泛的熱(re)電(dian)阻材料(liao)為(wei)鉑、銅、鎳等,它們具有電(dian)阻溫(wen)(wen)度(du)系數大(da)、線性(xing)好、性(xing)能穩(wen)定、使用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度(du)范圍寬、加工(gong)容(rong)易(yi)等特點。用(yong)(yong)于(yu)測量-200℃~+500℃范圍內的溫(wen)(wen)度(du)。
熱電(dian)阻傳感器分類:
1、NTC熱電(dian)阻傳感器:
該類傳(chuan)感(gan)(gan)器為(wei)負溫(wen)度(du)系數傳(chuan)感(gan)(gan)器,即傳(chuan)感(gan)(gan)器阻(zu)值隨溫(wen)度(du)的升高(gao)而減(jian)小。
2、PTC熱電阻傳(chuan)感器(qi):
該類傳(chuan)感(gan)(gan)器為正溫度(du)系數傳(chuan)感(gan)(gan)器,即(ji)傳(chuan)感(gan)(gan)器阻值(zhi)隨溫度(du)的升(sheng)高而增大(da)。
利用激光技術進行測量的傳感器。它(ta)由激(ji)光器、激(ji)光檢測器和測量(liang)電路組(zu)成。激(ji)光傳感器是新型測量(liang)儀表(biao),它(ta)的優點是能實(shi)現無(wu)接(jie)觸(chu)遠距(ju)離測量(liang),速度(du)快,精度(du)高,量(liang)程大(da),抗光、電干擾(rao)能力(li)強等。
激(ji)光(guang)(guang)傳(chuan)感器工作時,先由(you)激(ji)光(guang)(guang)發(fa)(fa)射(she)二極(ji)管對準目標發(fa)(fa)射(she)激(ji)光(guang)(guang)脈沖。經目標反(fan)射(she)后(hou)激(ji)光(guang)(guang)向(xiang)各方向(xiang)散(san)射(she)。部(bu)分散(san)射(she)光(guang)(guang)返回到(dao)傳(chuan)感器接收器,被光(guang)(guang)學系統接收后(hou)成像(xiang)到(dao)雪崩光(guang)(guang)電二極(ji)管上。雪崩光(guang)(guang)電二極(ji)管是(shi)一種內部(bu)具有放大功能(neng)的(de)光(guang)(guang)學傳(chuan)感器,因(yin)此它能(neng)檢測極(ji)其(qi)(qi)微(wei)弱的(de)光(guang)(guang)信號,并(bing)將其(qi)(qi)轉化為(wei)相應的(de)電信號。
利用激光的(de)高(gao)方向性(xing)、高(gao)單色性(xing)和高(gao)亮(liang)度(du)(du)等(deng)特點可實現無接觸(chu)遠距離(li)測(ce)(ce)量。激光傳感(gan)器常用于(yu)長度(du)(du)(ZLS-Px)、距離(li)(LDM4x)、振動(dong)(ZLDS10X)、速度(du)(du)(LDM30x)、方位等(deng)物理量的(de)測(ce)(ce)量,還可用于(yu)探傷和大氣污染物的(de)監測(ce)(ce)等(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(di)應(ying)用于工業自動化技(ji)(ji)術、檢測(ce)技(ji)(ji)術及信息處理(li)等(deng)方(fang)面。霍爾效應(ying)是(shi)研究半導(dao)(dao)體(ti)材料性能(neng)的(de)(de)基本方(fang)法。通過霍爾效應(ying)實驗測(ce)定的(de)(de)霍爾系數,能(neng)夠判(pan)斷(duan)半導(dao)(dao)體(ti)材料的(de)(de)導(dao)(dao)電類型、載流(liu)子(zi)濃(nong)度(du)及載流(liu)子(zi)遷移率等(deng)重要參(can)數。
霍爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感器分(fen)為(wei)線性(xing)型(xing)霍爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感器和開(kai)關型(xing)霍爾(er)(er)傳(chuan)(chuan)感器兩種。
1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大(da)器和(he)射極跟隨器組成(cheng),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、差分放大器,斯(si)密特(te)觸發(fa)器和輸出(chu)級組成,它輸出(chu)數字量。
霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)隨磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度的(de)變化而(er)變化,磁(ci)(ci)場(chang)越(yue)強(qiang),電(dian)(dian)(dian)壓(ya)越(yue)高,磁(ci)(ci)場(chang)越(yue)弱,電(dian)(dian)(dian)壓(ya)越(yue)低。霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)值很(hen)小,通常只(zhi)有(you)幾個毫伏(fu),但經集(ji)(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)中(zhong)的(de)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da),就能(neng)(neng)使該(gai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)放(fang)大(da)到足以輸出較強(qiang)的(de)信號。若使霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)起傳感(gan)作(zuo)用,需要(yao)用機械的(de)方(fang)法來(lai)改變磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)度。下(xia)圖所示(shi)的(de)方(fang)法是用一個轉動(dong)的(de)葉輪作(zuo)為控(kong)制(zhi)磁(ci)(ci)通量的(de)開關,當(dang)葉輪葉片處于(yu)磁(ci)(ci)鐵(tie)和霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)之間(jian)的(de)氣隙中(zhong)時,磁(ci)(ci)場(chang)偏離集(ji)(ji)成(cheng)片,霍(huo)(huo)(huo)爾(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)消(xiao)失。這(zhe)(zhe)樣,霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)輸出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)變化,就能(neng)(neng)表(biao)示(shi)出葉輪驅動(dong)軸的(de)某一位置,利用這(zhe)(zhe)一工作(zuo)原(yuan)理,可將霍(huo)(huo)(huo)爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)路(lu)片用作(zuo)用點火(huo)正(zheng)時傳感(gan)器(qi)。霍(huo)(huo)(huo)爾(er)效應傳感(gan)器(qi)屬(shu)于(yu)被動(dong)型(xing)傳感(gan)器(qi),它(ta)要(yao)有(you)外加電(dian)(dian)(dian)源(yuan)才能(neng)(neng)工作(zuo),這(zhe)(zhe)一特點使它(ta)能(neng)(neng)檢測轉速低的(de)運轉情況(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(chuan)(chuan)感器(qi)用(yong)于測量蒸(zheng)發(fa)器(qi)和冷凝器(qi)的(de)管壁溫(wen)(wen)(wen)度。室溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)和管溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)形狀不同,但(dan)溫(wen)(wen)(wen)度特性基本一(yi)(yi)致。按溫(wen)(wen)(wen)度特性劃分,美的(de)使用(yong)的(de)室溫(wen)(wen)(wen)管溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)有二種(zhong)類型:1.常數B值(zhi)為4100K±3%,基準電(dian)阻(zu)為25℃對應電(dian)阻(zu)10KΩ±3%。在(zai)0℃和55℃對應電(dian)阻(zu)公(gong)差(cha)約為±7%;而0℃以下及55℃以上,對于不同的(de)供應商,電(dian)阻(zu)公(gong)差(cha)會(hui)有一(yi)(yi)定的(de)差(cha)別。溫(wen)(wen)(wen)度越高,阻(zu)值(zhi)越小;溫(wen)(wen)(wen)度越低,阻(zu)值(zhi)越大。離25℃越遠,對應電(dian)阻(zu)公(gong)差(cha)范圍越大。
2、排(pai)氣溫(wen)度傳感(gan)器:排(pai)氣溫(wen)度傳感(gan)器用于測量壓(ya)縮機頂部(bu)的排(pai)氣溫(wen)度,常(chang)數B值為(wei)3950K±3%,基準(zhun)電(dian)阻為(wei)90℃對(dui)應電(dian)阻5KΩ±3%。
3、模塊溫度(du)(du)傳感(gan)器:模塊溫度(du)(du)傳感(gan)器用于測量變頻(pin)模塊(IGBT或IPM)的溫度(du)(du),用的感(gan)溫頭的型(xing)號是(shi)602F-3500F,基準電阻為25℃對(dui)應電阻6KΩ±1%。幾個典型(xing)溫度(du)(du)的對(dui)應阻值分(fen)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)度傳感(gan)器的種(zhong)類(lei)很多,經(jing)常使用(yong)(yong)的有熱(re)電阻:PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱(re)電偶:B、E、J、K、S等(deng)。溫(wen)度傳感(gan)器不但種(zhong)類(lei)繁多,而且組合形式多樣,應根據不同(tong)的場所(suo)選用(yong)(yong)合適的產品。
測(ce)(ce)溫(wen)原理:根據電(dian)阻阻值(zhi)、熱電(dian)偶的(de)電(dian)勢(shi)隨溫(wen)度(du)不同發生有規律(lv)的(de)變化的(de)原理,我們可(ke)以得到所需要測(ce)(ce)量的(de)溫(wen)度(du)值(zhi)。
無線(xian)溫(wen)度(du)傳感(gan)器將(jiang)控(kong)制對象的溫(wen)度(du)參數變成電(dian)(dian)信號,并對接(jie)(jie)收(shou)終端發送無線(xian)信號,對系(xi)統實行檢測(ce)(ce)、調節和(he)控(kong)制。可直接(jie)(jie)安裝在一(yi)般(ban)工業熱(re)電(dian)(dian)阻、熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)的接(jie)(jie)線(xian)盒(he)內(nei),與現場(chang)傳感(gan)元件構(gou)成一(yi)體化結構(gou)。通常和(he)無線(xian)中(zhong)繼、接(jie)(jie)收(shou)終端、通信串口(kou)、電(dian)(dian)子計算機等配套使(shi)用(yong),這樣(yang)不僅(jin)節省了補償導線(xian)和(he)電(dian)(dian)纜,而且減(jian)少了信號傳遞(di)失(shi)真和(he)干擾,從(cong)而獲的了高精(jing)度(du)的測(ce)(ce)量結果。
無線溫(wen)(wen)度傳感器廣(guang)泛應用(yong)于(yu)化(hua)工(gong)、冶金(jin)、石油、電(dian)力、水(shui)處(chu)理、制(zhi)藥、食品等自動(dong)化(hua)行業。例如:高(gao)壓(ya)電(dian)纜上的(de)(de)溫(wen)(wen)度采(cai)集;水(shui)下等惡(e)劣(lie)環境的(de)(de)溫(wen)(wen)度采(cai)集;運動(dong)物體上的(de)(de)溫(wen)(wen)度采(cai)集;不易(yi)連線通過(guo)的(de)(de)空間(jian)傳輸傳感器數據(ju)(ju);單純為降低(di)布線成本選用(yong)的(de)(de)數據(ju)(ju)采(cai)集方案;沒(mei)有交流(liu)電(dian)源的(de)(de)工(gong)作場合(he)的(de)(de)數據(ju)(ju)測量;便攜(xie)式非(fei)固定場所數據(ju)(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(jie)合長期以(yi)來(lai)測試技術的(de)研(yan)究和實(shi)際經(jing)驗而提出來(lai)的(de)。是一個相對獨立的(de)智(zhi)能(neng)(neng)單(dan)元,它的(de)出現對原來(lai)硬件性能(neng)(neng)苛(ke)刻要(yao)求有(you)所減輕(qing),而靠軟件幫助可以(yi)使傳感(gan)器(qi)的(de)性能(neng)(neng)大幅(fu)度提高。
1、信息(xi)存儲和傳(chuan)輸(shu)——隨著全智(zhi)(zhi)能集散控制系統(SmartDistributedSystem)的飛速發展,對(dui)智(zhi)(zhi)能單元(yuan)要(yao)求(qiu)具備通(tong)(tong)信功能,用通(tong)(tong)信網絡以(yi)數(shu)(shu)(shu)字形式進行雙向通(tong)(tong)信,這也是(shi)智(zhi)(zhi)能傳(chuan)感器關(guan)鍵標志之(zhi)一(yi)。智(zhi)(zhi)能傳(chuan)感器通(tong)(tong)過(guo)測試(shi)數(shu)(shu)(shu)據傳(chuan)輸(shu)或接(jie)收指令來實(shi)現各項功能。如(ru)增益的設(she)置、補(bu)償參數(shu)(shu)(shu)的設(she)置、內檢參數(shu)(shu)(shu)設(she)置、測試(shi)數(shu)(shu)(shu)據輸(shu)出等。
2、自補(bu)償(chang)(chang)和(he)計(ji)算(suan)(suan)功(gong)能——多年(nian)來(lai)從(cong)事傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器研制的工(gong)(gong)程技(ji)術人員一直(zhi)為(wei)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的溫度漂(piao)移和(he)輸(shu)出非(fei)線(xian)性作大量(liang)的補(bu)償(chang)(chang)工(gong)(gong)作,但都(dou)沒有從(cong)根本(ben)上解(jie)決問(wen)題。而智能傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的自補(bu)償(chang)(chang)和(he)計(ji)算(suan)(suan)功(gong)能為(wei)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的溫度漂(piao)移和(he)非(fei)線(xian)性補(bu)償(chang)(chang)開(kai)辟了(le)新的道路。這樣,放寬傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器加工(gong)(gong)精(jing)密度要(yao)(yao)求(qiu),只要(yao)(yao)能保(bao)證傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器的重(zhong)復性好,利用(yong)微處理器對(dui)(dui)測(ce)試(shi)的信號通過軟(ruan)件計(ji)算(suan)(suan),采用(yong)多次擬合和(he)差(cha)值計(ji)算(suan)(suan)方法(fa)對(dui)(dui)漂(piao)移和(he)非(fei)線(xian)性進行(xing)補(bu)償(chang)(chang),從(cong)而能獲得較精(jing)確的測(ce)量(liang)結果壓力傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器。
3、自檢(jian)、自校(xiao)、自診(zhen)斷(duan)功能(neng)——普(pu)通傳(chuan)(chuan)感器需(xu)要定(ding)期檢(jian)驗和標定(ding),以保證它在正常(chang)使(shi)用(yong)(yong)時足夠的準確度,這些工作一般要求將傳(chuan)(chuan)感器從使(shi)用(yong)(yong)現場拆卸送(song)到實驗室或檢(jian)驗部門(men)進(jin)(jin)行。對(dui)于在線測量傳(chuan)(chuan)感器出現異常(chang)則不(bu)能(neng)及(ji)時診(zhen)斷(duan)。采(cai)用(yong)(yong)智(zhi)能(neng)傳(chuan)(chuan)感器情況則大有(you)改觀(guan),首先自診(zhen)斷(duan)功能(neng)在電源接通時進(jin)(jin)行自檢(jian),診(zhen)斷(duan)測試以確定(ding)組件有(you)無故(gu)障。其次(ci)根據(ju)使(shi)用(yong)(yong)時間可以在線進(jin)(jin)行校(xiao)正,微處理器利(li)用(yong)(yong)存(cun)在EPROM內的計(ji)量特性數(shu)據(ju)進(jin)(jin)行對(dui)比校(xiao)對(dui)。
4、復合敏感(gan)功能(neng)——觀察(cha)周圍的自然現象,常見的信(xin)號有聲(sheng)、光、電、熱、力、化(hua)學等。敏感(gan)元件測量一(yi)般通過兩種方式:直(zhi)接和(he)間接的測量。而智能(neng)傳感(gan)器具有復合功能(neng),能(neng)夠同(tong)時測量多種物(wu)理量和(he)化(hua)學量,給出能(neng)夠較全面反映物(wu)質運動規律(lv)的信(xin)息。
光(guang)(guang)(guang)敏(min)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是最常見(jian)(jian)的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)之一,它的(de)(de)(de)種(zhong)類繁(fan)多,主要(yao)有(you):光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)管、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)倍增管、光(guang)(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻、光(guang)(guang)(guang)敏(min)三極(ji)管、太陽能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池、紅外(wai)線(xian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、紫外(wai)線(xian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)纖式光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、色彩傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、CCD和(he)(he)CMOS圖像傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)等。它的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)(gan)波(bo)長(chang)在(zai)可見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)附近,包括紅外(wai)線(xian)波(bo)長(chang)和(he)(he)紫外(wai)線(xian)波(bo)長(chang)。光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)不只局(ju)限于對光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)探測(ce),它還(huan)可以作(zuo)為(wei)探測(ce)元件組成其他傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),對許(xu)多非電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量進行檢測(ce),只要(yao)將這些(xie)非電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量轉換(huan)為(wei)光(guang)(guang)(guang)信號的(de)(de)(de)變化即可。光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是產量最多、應(ying)用最廣(guang)的(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)之一,它在(zai)自(zi)動控制和(he)(he)非電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)測(ce)技術引中占有(you)非常重要(yao)的(de)(de)(de)地位。最簡單的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)敏(min)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是光(guang)(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻,當光(guang)(guang)(guang)子沖擊接合處就會產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流。
生物傳感器的概念
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)是用生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)材料(酶、蛋(dan)白質、DNA、抗體(ti)、抗原(yuan)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)等)與物(wu)(wu)理化學換(huan)能(neng)器(qi)(qi)有機結(jie)合的(de)(de)一門交(jiao)叉學科,是發展生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技術必(bi)不可少(shao)的(de)(de)一種(zhong)先進的(de)(de)檢測方法(fa)與監控方法(fa),也(ye)是物(wu)(wu)質分子水平(ping)的(de)(de)快速、微量(liang)分析(xi)方法(fa)。各種(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)有以(yi)下共同的(de)(de)結(jie)構:包(bao)括一種(zhong)或數種(zhong)相關生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)材料(生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo))及(ji)能(neng)把生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)表達的(de)(de)信號(hao)轉換(huan)為電信號(hao)的(de)(de)物(wu)(wu)理或化學換(huan)能(neng)器(qi)(qi)(傳感器(qi)(qi)),二者組合在(zai)一起(qi),用現代微電子和自(zi)動化儀表技術進行生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)信號(hao)的(de)(de)再加工,構成各種(zhong)可以(yi)使用的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)分析(xi)裝置、儀器(qi)(qi)和系(xi)統(tong)。
生物傳感器的原理
待測物質經擴散作用進入生(sheng)(sheng)物活性材(cai)料,經分子識別,發(fa)生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物學反應,產生(sheng)(sheng)的信(xin)息繼而被(bei)相應的物理或化學換能器(qi)轉(zhuan)變(bian)成可定(ding)量和可處理的電信(xin)號,再經二次儀表(biao)放(fang)大(da)并(bing)輸出,便可知道待測物濃度。
生物傳感器的分類
按照其感(gan)受器(qi)(qi)中所采用的生命物(wu)質分類(lei),可分為:微(wei)生物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、免疫傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、組織(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、細(xi)胞傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、酶傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、DNA傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)等(deng)等(deng)。
按(an)照傳感器(qi)(qi)器(qi)(qi)件檢測的(de)原理(li)分(fen)類,可(ke)分(fen)為:熱敏生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、場(chang)效應管生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、壓(ya)電(dian)(dian)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、光學生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、聲(sheng)波道生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、酶電(dian)(dian)極生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)、介體生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)等。
按照生物(wu)敏感物(wu)質相互作(zuo)用的類型分類,可(ke)分為(wei)親(qin)和型和代謝(xie)型兩(liang)種(zhong)。
工作原理:
視覺傳感器是指(zhi):具有從一整幅(fu)圖像(xiang)捕(bu)獲光線的(de)數(shu)發千計(ji)像(xiang)素的(de)能(neng)力,圖像(xiang)的(de)清晰和(he)細膩程(cheng)度常用分(fen)辨率來衡(heng)量(liang)(liang),以(yi)像(xiang)素數(shu)量(liang)(liang)表(biao)示。
視覺傳(chuan)感器具(ju)有從一整幅圖像捕獲光(guang)線的數以(yi)千計的像素(su)。圖像的清晰和細膩程(cheng)度通(tong)常用分辨率來衡(heng)量,以(yi)像素(su)數量表示(shi)。
在捕獲(huo)圖像之后,視(shi)覺傳感(gan)器(qi)將其與(yu)內存中存儲的基準圖像進(jin)行比較(jiao),以做出(chu)分(fen)析。例(li)如,若視(shi)覺傳感(gan)器(qi)被設定為辨別正確地(di)插有(you)八顆螺(luo)栓(shuan)的機(ji)器(qi)部(bu)件(jian),則傳感(gan)器(qi)知道應該(gai)拒收只有(you)七顆螺(luo)栓(shuan)的部(bu)件(jian),或者螺(luo)栓(shuan)未對準的部(bu)件(jian)。此(ci)外,無論該(gai)機(ji)器(qi)部(bu)件(jian)位(wei)于視(shi)場中的哪個位(wei)置,無論該(gai)部(bu)件(jian)是否(fou)在360度范圍內旋轉,視(shi)覺傳感(gan)器(qi)都能做出(chu)判斷。
應用領域:
視(shi)覺(jue)(jue)傳(chuan)感器(qi)的低成(cheng)本和(he)易(yi)用性已吸引機器(qi)設計師和(he)工藝工程師將其集(ji)成(cheng)入各類(lei)曾(ceng)經依賴人工、多個(ge)光電傳(chuan)感器(qi),或根本不檢(jian)(jian)驗(yan)的應(ying)用。視(shi)覺(jue)(jue)傳(chuan)感器(qi)的工業應(ying)用包括檢(jian)(jian)驗(yan)、計量(liang)、測(ce)量(liang)、定向、瑕(xia)疵檢(jian)(jian)測(ce)和(he)分撿。以下只(zhi)是一些應(ying)用范例(li):
在汽車(che)組裝廠,檢驗由機器(qi)人涂抹到(dao)車(che)門邊(bian)框的(de)膠珠是否連續,是否有正確(que)的(de)寬度(du);
在瓶裝廠(chang),校驗瓶蓋是(shi)否正(zheng)確(que)密封、裝灌液位是(shi)否正(zheng)確(que),以及(ji)在封蓋之前沒(mei)有異物掉入瓶中;
在(zai)包裝生產線,確保在(zai)正(zheng)確的(de)位置粘貼(tie)正(zheng)確的(de)包裝標簽;
在藥品包(bao)裝生(sheng)產線(xian),檢驗阿(a)斯匹林藥片(pian)的(de)泡罩式包(bao)裝中是否有破損或(huo)缺失的(de)藥片(pian);
在金屬沖壓公司,以(yi)(yi)每分(fen)鐘(zhong)逾(yu)150片(pian)的速度檢驗(yan)(yan)沖壓部件,比人工檢驗(yan)(yan)快13倍(bei)以(yi)(yi)上(shang)。
位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)又稱為(wei)線性(xing)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),把位(wei)移(yi)(yi)轉換為(wei)電量的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是一(yi)種屬于金(jin)屬感(gan)(gan)(gan)(gan)應的(de)(de)線性(xing)器(qi)(qi)(qi)件(jian),傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)作用是把各種被測物理量轉換為(wei)電量它分為(wei)電感(gan)(gan)(gan)(gan)式(shi)位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),電容式(shi)位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),光電式(shi)位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),超聲波式(shi)位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),霍爾式(shi)位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。
在這(zhe)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)過(guo)(guo)程中有許(xu)多物理(li)量(例如(ru)壓力、流量、加速度等)常(chang)常(chang)需要(yao)先變換(huan)為(wei)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi),然后再將(jiang)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)變換(huan)成(cheng)電量。因此(ci)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是一(yi)類(lei)重要(yao)的(de)基本傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。在生產過(guo)(guo)程中,位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)測量一(yi)般分為(wei)測量實(shi)物尺寸(cun)和(he)(he)機械位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)兩種(zhong)。機械位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)包(bao)括(kuo)線位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)和(he)(he)角(jiao)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)。按被測變量變換(huan)的(de)形式(shi)不同(tong),位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)可分為(wei)模(mo)擬式(shi)和(he)(he)數字(zi)式(shi)兩種(zhong)。模(mo)擬式(shi)又可分為(wei)物性(xing)型(xing)(xing)(如(ru)自發電式(shi))和(he)(he)結(jie)(jie)構(gou)型(xing)(xing)兩種(zhong)。常(chang)用(yong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)以(yi)模(mo)擬式(shi)結(jie)(jie)構(gou)型(xing)(xing)居多,包(bao)括(kuo)電位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、電感(gan)(gan)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、自整(zheng)角(jiao)機、電容式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、電渦流式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、霍爾式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)等。數字(zi)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)一(yi)個重要(yao)優(you)點是便于(yu)將(jiang)信號直接送入計算機系統。這(zhe)種(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)發展迅速,應用(yong)日益廣泛。
壓(ya)力傳感器引是工(gong)業實踐中最為(wei)常用的(de)一種傳感器,其廣泛應用于各(ge)種工(gong)業自控環境,涉及水(shui)利水(shui)電(dian)、鐵路交通(tong)、智能建筑、生(sheng)產自控、航空航天(tian)、軍工(gong)、石(shi)化、油(you)井、電(dian)力、船舶、機床、管道(dao)等眾(zhong)多(duo)行業。
超聲(sheng)(sheng)波測(ce)(ce)(ce)(ce)距離傳(chuan)感器(qi)采用(yong)超聲(sheng)(sheng)波回波測(ce)(ce)(ce)(ce)距原理,運用(yong)精確的(de)時(shi)差測(ce)(ce)(ce)(ce)量技術,檢測(ce)(ce)(ce)(ce)傳(chuan)感器(qi)與目(mu)標物(wu)之間(jian)的(de)距離,采用(yong)小角(jiao)度,小盲區超聲(sheng)(sheng)波傳(chuan)感器(qi),具有(you)測(ce)(ce)(ce)(ce)量準確,無接(jie)觸,防水,防腐(fu)蝕,低成本等(deng)(deng)優(you)點,可應于液位(wei)(wei),物(wu)位(wei)(wei)檢測(ce)(ce)(ce)(ce),特有(you)的(de)液位(wei)(wei),料(liao)位(wei)(wei)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)方式,可保證(zheng)在液面有(you)泡沫或(huo)大的(de)晃(huang)動,不易(yi)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)到回波的(de)情況(kuang)下有(you)穩定的(de)輸出,應用(yong)行業:液位(wei)(wei),物(wu)位(wei)(wei),料(liao)位(wei)(wei)檢測(ce)(ce)(ce)(ce),工業過程控(kong)制等(deng)(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、方位角度信(xin)息,采用平面(mian)微帶天線設計,具(ju)有(you)體(ti)積(ji)小、質量(liang)輕、靈敏度高、穩(wen)定強等特點(dian),廣泛運用于(yu)智能交(jiao)通、工(gong)(gong)業(ye)(ye)控制、安防(fang)、體(ti)育運動、智能家(jia)居等行業(ye)(ye)。工(gong)(gong)業(ye)(ye)和信(xin)息化(hua)(hua)部2012年11月19日(ri)正式發(fa)布了《工(gong)(gong)業(ye)(ye)和信(xin)息化(hua)(hua)部關于(yu)發(fa)布24GHz頻(pin)段短(duan)距離(li)(li)車載雷(lei)(lei)達(da)設備(bei)使(shi)用頻(pin)率的通知》(工(gong)(gong)信(xin)部無(wu)〔2012〕548號(hao)),明確提出24GHz頻(pin)段短(duan)距離(li)(li)車載雷(lei)(lei)達(da)設備(bei)作為車載雷(lei)(lei)達(da)設備(bei)的規(gui)范。
一(yi)體化(hua)溫度傳(chuan)(chuan)感器(qi)一(yi)般(ban)由測溫探(tan)頭(熱電(dian)(dian)偶或(huo)熱電(dian)(dian)阻傳(chuan)(chuan)感器(qi))和(he)兩(liang)線制固(gu)體電(dian)(dian)子單元(yuan)組成(cheng)。采用(yong)固(gu)體模塊形(xing)式將測溫探(tan)頭直接(jie)安裝在接(jie)線盒內,從而形(xing)成(cheng)一(yi)體化(hua)的傳(chuan)(chuan)感器(qi)。一(yi)體化(hua)溫度傳(chuan)(chuan)感器(qi)一(yi)般(ban)分為(wei)熱電(dian)(dian)阻和(he)熱電(dian)(dian)偶型兩(liang)種類型。
熱電(dian)(dian)阻溫(wen)(wen)度傳(chuan)感器是由(you)基準單元、R/V轉(zhuan)(zhuan)換單元、線(xian)性(xing)電(dian)(dian)路、反(fan)接保護、限流保護、V/I轉(zhuan)(zhuan)換單元等組成(cheng)。測溫(wen)(wen)熱電(dian)(dian)阻信號轉(zhuan)(zhuan)換放大后,再由(you)線(xian)性(xing)電(dian)(dian)路對溫(wen)(wen)度與電(dian)(dian)阻的非線(xian)性(xing)關系(xi)進行補(bu)償,經V/I轉(zhuan)(zhuan)換電(dian)(dian)路后輸出一個與被測溫(wen)(wen)度成(cheng)線(xian)性(xing)關系(xi)的4~20mA的恒流信號。
熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器一(yi)般由(you)基準源(yuan)、冷端(duan)補(bu)償、放(fang)大(da)單(dan)元(yuan)(yuan)、線(xian)性(xing)(xing)化(hua)處(chu)理、V/I轉換(huan)、斷(duan)偶(ou)(ou)處(chu)理、反接(jie)(jie)保護(hu)、限(xian)流保護(hu)等(deng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)單(dan)元(yuan)(yuan)組(zu)成(cheng)(cheng)。它是將熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)產生的(de)熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢經冷端(duan)補(bu)償放(fang)大(da)后,再帽(mao)由(you)線(xian)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)消除熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢與溫(wen)(wen)度(du)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)(xing)誤差,最后放(fang)大(da)轉換(huan)為4~20mA電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流輸出(chu)信號。為防(fang)(fang)止熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)測量中由(you)于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)斷(duan)絲(si)而使控(kong)溫(wen)(wen)失效造(zao)成(cheng)(cheng)事故,傳(chuan)感(gan)(gan)器中還設有(you)斷(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)保護(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。當熱電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)(ou)斷(duan)絲(si)或(huo)接(jie)(jie)解不良時,傳(chuan)感(gan)(gan)器會(hui)輸出(chu)最大(da)值(28mA)以(yi)使儀(yi)表切斷(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)。一(yi)體化(hua)溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器具有(you)結(jie)構簡單(dan)、節省引線(xian)、輸出(chu)信號大(da)、抗干擾(rao)能力(li)強、線(xian)性(xing)(xing)好、顯示(shi)儀(yi)表簡單(dan)、固體模塊抗震防(fang)(fang)潮、有(you)反接(jie)(jie)保護(hu)和限(xian)流保護(hu)、工作可(ke)(ke)(ke)靠等(deng)優點。一(yi)體化(hua)溫(wen)(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)輸出(chu)為統(tong)一(yi)的(de)4~20mA信號;可(ke)(ke)(ke)與微(wei)機系統(tong)或(huo)其它常(chang)規儀(yi)表匹配使用。也(ye)可(ke)(ke)(ke)用戶(hu)要求做(zuo)成(cheng)(cheng)防(fang)(fang)爆型或(huo)防(fang)(fang)火型測量儀(yi)表。
1、浮球(qiu)式液位傳感器
浮(fu)球式液位傳感器由磁性浮(fu)球、測量(liang)導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。
一般磁性浮球的比重小于0.5,可(ke)漂于液(ye)面之上并沿測量(liang)導管(guan)上下(xia)移(yi)動。導管(guan)內(nei)裝有(you)測量(liang)元件,它可(ke)以在(zai)外磁作用(yong)下(xia)將被測液(ye)位(wei)(wei)信(xin)號轉(zhuan)換(huan)成正比于液(ye)位(wei)(wei)變(bian)化的電(dian)阻信(xin)號,并將電(dian)子單(dan)元轉(zhuan)換(huan)成4~20mA或其它標準信(xin)號輸(shu)出。該傳感(gan)器為模塊(kuai)電(dian)路,具(ju)有(you)耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(you)點,電(dian)路內(nei)部含有(you)恒流反饋電(dian)路和內(nei)保護(hu)(hu)電(dian)路,可(ke)使輸(shu)出最(zui)大電(dian)流不超過28mA,因(yin)而能夠可(ke)靠地保護(hu)(hu)電(dian)源并使二次儀表不被損壞。
2、浮(fu)筒(tong)式液(ye)位傳感器
浮(fu)(fu)筒式液位(wei)(wei)(wei)傳(chuan)感(gan)器是(shi)將磁性浮(fu)(fu)球改為浮(fu)(fu)筒,它是(shi)根(gen)據阿基米德(de)浮(fu)(fu)力原理設計的。浮(fu)(fu)筒式液位(wei)(wei)(wei)傳(chuan)感(gan)器是(shi)利(li)用微小(xiao)的金屬膜應(ying)變傳(chuan)感(gan)技(ji)術來(lai)測(ce)量(liang)液體(ti)的液位(wei)(wei)(wei)、界位(wei)(wei)(wei)或密度(du)的。它在工作(zuo)時可以通(tong)過現場按鍵來(lai)進行(xing)常規(gui)的設定(ding)操作(zuo)。
3、靜壓或液位(wei)傳感器
該傳(chuan)感器利(li)用液體靜壓力(li)的測量原理(li)工作。它一(yi)般選用硅壓力(li)測壓傳(chuan)感器將測量到的壓力(li)轉換成(cheng)電信號,再(zai)經(jing)放大(da)電路放大(da)和補償電路補償,最后以4~20mA或0~10mA電流方式輸出(chu)。
真空度(du)傳感器(qi),采用(yong)(yong)先進的(de)(de)(de)(de)硅(gui)微機械加工技(ji)術(shu)生(sheng)產(chan),以(yi)集成(cheng)(cheng)硅(gui)壓(ya)阻(zu)力(li)(li)敏(min)元件(jian)作為傳感器(qi)的(de)(de)(de)(de)核心元件(jian)制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)絕對壓(ya)力(li)(li)變送(song)器(qi),由于采用(yong)(yong)硅(gui)-硅(gui)直(zhi)接鍵合或硅(gui)-派勒克(ke)斯玻璃靜(jing)電鍵合形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)真空參考壓(ya)力(li)(li)腔(qiang),及(ji)一系列無應力(li)(li)封裝技(ji)術(shu)及(ji)精密溫度(du)補償技(ji)術(shu),因而具有(you)穩(wen)定性優(you)良、精度(du)高的(de)(de)(de)(de)突出(chu)優(you)點(dian),適用(yong)(yong)于各種情況下絕對壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)測量(liang)與控制(zhi)。
特點及用途
采用(yong)低量(liang)(liang)程芯片真空(kong)絕壓(ya)封裝,產品(pin)具有(you)(you)高的(de)過(guo)載(zai)能力(li)(li)。芯片采用(yong)真空(kong)充(chong)注硅油(you)隔離,不(bu)(bu)銹鋼薄膜過(guo)渡傳(chuan)遞壓(ya)力(li)(li),具有(you)(you)優良的(de)介(jie)質兼容(rong)性,適用(yong)于對316L不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)腐蝕(shi)的(de)絕大(da)多數(shu)氣液體介(jie)質真空(kong)壓(ya)力(li)(li)的(de)測量(liang)(liang)。真空(kong)度傳(chuan)染其應(ying)用(yong)于各種工業環境的(de)低真空(kong)測量(liang)(liang)與控制(zhi)。
電容式物位傳感器適(shi)用(yong)于工業(ye)企業(ye)在(zai)生(sheng)產過程中進行測(ce)量和控制生(sheng)產過程,主要用(yong)作類導電與非導電介(jie)質的液體(ti)液位或粉粒(li)狀(zhuang)固體(ti)料(liao)位的遠距離連續測(ce)量和指示。
電(dian)(dian)(dian)容(rong)式液位傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)電(dian)(dian)(dian)容(rong)式傳(chuan)感(gan)器(qi)與電(dian)(dian)(dian)子模(mo)塊電(dian)(dian)(dian)路組(zu)(zu)成,它以(yi)(yi)兩線(xian)(xian)制(zhi)4~20mA恒(heng)定電(dian)(dian)(dian)流(liu)輸出(chu)為基型(xing),經過轉換(huan)(huan),可以(yi)(yi)用三線(xian)(xian)或四線(xian)(xian)方式輸出(chu),輸出(chu)信號(hao)形成為1~5V、0~5V、0~10mA等(deng)標準信號(hao)。電(dian)(dian)(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)由(you)絕(jue)緣電(dian)(dian)(dian)極和裝有測(ce)量介(jie)質(zhi)的(de)圓柱形金屬(shu)容(rong)器(qi)組(zu)(zu)成。當料(liao)位上升時,因非導(dao)電(dian)(dian)(dian)物(wu)料(liao)的(de)介(jie)電(dian)(dian)(dian)常(chang)數(shu)明(ming)顯小(xiao)于空(kong)氣的(de)介(jie)電(dian)(dian)(dian)常(chang)數(shu),所以(yi)(yi)電(dian)(dian)(dian)容(rong)量隨著(zhu)物(wu)料(liao)高度的(de)變化(hua)而變化(hua)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)模(mo)塊電(dian)(dian)(dian)路由(you)基準源、脈寬(kuan)調制(zhi)、轉換(huan)(huan)、恒(heng)流(liu)放大、反饋和限流(liu)等(deng)單元組(zu)(zu)成。采用脈寬(kuan)調特原(yuan)理進(jin)行測(ce)量的(de)優點是(shi)頻率較低,對周圍元射(she)頻干擾、穩(wen)定性好、線(xian)(xian)性好、無明(ming)顯溫度漂(piao)移等(deng)。
銻(ti)(ti)電極(ji)(ji)酸度(du)傳感器是(shi)集(ji)PH檢測、自動清洗(xi)、電信(xin)號轉換為一體(ti)的(de)(de)工業(ye)在(zai)線分析(xi)儀表(biao),它是(shi)由銻(ti)(ti)電極(ji)(ji)與參考(kao)電極(ji)(ji)組(zu)成的(de)(de)PH值測量系統。在(zai)被(bei)測酸性溶液中(zhong),由于銻(ti)(ti)電極(ji)(ji)表(biao)面會生成三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)銻(ti)(ti)氧(yang)(yang)化層,這(zhe)樣(yang)在(zai)金屬銻(ti)(ti)面與三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)銻(ti)(ti)之間會形成電位(wei)差(cha)(cha)。該(gai)電位(wei)差(cha)(cha)的(de)(de)大小取決(jue)于三(san)(san)所氧(yang)(yang)化二(er)銻(ti)(ti)的(de)(de)濃(nong)度(du),該(gai)濃(nong)度(du)與被(bei)測酸性溶液中(zhong)氫離子(zi)的(de)(de)適(shi)度(du)相(xiang)對應。如果(guo)把(ba)銻(ti)(ti)、三(san)(san)氧(yang)(yang)化二(er)銻(ti)(ti)和水溶液的(de)(de)適(shi)度(du)都(dou)當作1,其電極(ji)(ji)電位(wei)就可用(yong)能斯特公式計算出來。
銻電(dian)(dian)(dian)極(ji)酸度(du)傳(chuan)感器中的固體模塊電(dian)(dian)(dian)路(lu)由兩(liang)大部(bu)分組成(cheng)。為了現場作用(yong)的安全起見,電(dian)(dian)(dian)源(yuan)部(bu)分采用(yong)交流(liu)24V為二(er)次(ci)儀(yi)表供(gong)電(dian)(dian)(dian)。這一電(dian)(dian)(dian)源(yuan)除為清洗電(dian)(dian)(dian)機提供(gong)驅動電(dian)(dian)(dian)源(yuan)外,還(huan)應通過電(dian)(dian)(dian)流(liu)轉(zhuan)(zhuan)換單元(yuan)轉(zhuan)(zhuan)換成(cheng)相應的直流(liu)電(dian)(dian)(dian)壓,以供(gong)變送電(dian)(dian)(dian)路(lu)使用(yong)。第二(er)部(bu)分是測量(liang)傳(chuan)感器電(dian)(dian)(dian)路(lu),它把(ba)來自傳(chuan)感器的基準信(xin)(xin)(xin)號和(he)PH酸度(du)信(xin)(xin)(xin)號經放大后送給斜率調整和(he)定位調整電(dian)(dian)(dian)路(lu),以使信(xin)(xin)(xin)號內阻降低并可(ke)調節。將放大后的PH信(xin)(xin)(xin)號與溫(wen)度(du)被償(chang)信(xin)(xin)(xin)號進(jin)行迭加后再差進(jin)轉(zhuan)(zhuan)換電(dian)(dian)(dian)路(lu),最后輸出與PH值相對應的4~20mA恒(heng)流(liu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)信(xin)(xin)(xin)號給二(er)次(ci)儀(yi)表以完成(cheng)顯示并控制(zhi)PH值。
酸、堿(jian)、鹽(yan)濃(nong)度(du)傳感(gan)器通過測(ce)量溶(rong)液(ye)電導值來(lai)確定濃(nong)度(du)。它(ta)可以在(zai)線連續檢(jian)測(ce)工業過程中(zhong)酸、堿(jian)、鹽(yan)在(zai)水溶(rong)液(ye)中(zhong)的濃(nong)度(du)含量。這種傳感(gan)器主要應用于鍋爐(lu)給水處理、化(hua)工溶(rong)液(ye)的配制以及環保等工業生產過程。
酸(suan)(suan)、堿、鹽濃(nong)度(du)傳感器的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理是:在(zai)一定的(de)(de)(de)范(fan)圍內,酸(suan)(suan)堿溶(rong)液的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)與(yu)(yu)其(qi)電(dian)(dian)(dian)導率的(de)(de)(de)大(da)小成(cheng)比(bi)例。因而(er),只要(yao)測出(chu)(chu)溶(rong)液電(dian)(dian)(dian)導率的(de)(de)(de)大(da)小變(bian)可得知酸(suan)(suan)堿濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)高低。當(dang)被(bei)測溶(rong)液流(liu)(liu)入專用電(dian)(dian)(dian)導池時,如果(guo)忽略電(dian)(dian)(dian)極極化和分布電(dian)(dian)(dian)容,則可以(yi)等效為一個純電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。在(zai)有恒壓(ya)交變(bian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過時,其(qi)輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)與(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)導率成(cheng)線(xian)性關系,而(er)電(dian)(dian)(dian)導率又與(yu)(yu)溶(rong)液中酸(suan)(suan)、堿濃(nong)度(du)成(cheng)比(bi)例關系。因此只要(yao)測出(chu)(chu)溶(rong)液電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),便可算(suan)出(chu)(chu)酸(suan)(suan)、堿、鹽的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)。
酸、堿、鹽濃(nong)度傳感(gan)器(qi)主要由電(dian)(dian)導池、電(dian)(dian)子模塊(kuai)、顯示表頭和殼體組(zu)成。電(dian)(dian)子模塊(kuai)電(dian)(dian)路則(ze)由激勵電(dian)(dian)源、電(dian)(dian)導池、電(dian)(dian)導放大(da)器(qi)、相敏(min)整流(liu)器(qi)、解調器(qi)、溫(wen)度補(bu)償、過(guo)載保護和電(dian)(dian)流(liu)轉換(huan)等單(dan)元(yuan)組(zu)成。
它是通(tong)過(guo)測(ce)(ce)量溶液(ye)的(de)電導(dao)值來間(jian)接(jie)測(ce)(ce)量離子濃(nong)度的(de)流程儀表(biao)(一體化傳(chuan)感(gan)器),可在線連(lian)續檢測(ce)(ce)工業(ye)過(guo)程中水溶液(ye)的(de)電導(dao)率。
由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質溶(rong)(rong)液(ye)與(yu)金(jin)屬(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)一樣的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)良(liang)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti),因此電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流流過(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質溶(rong)(rong)液(ye)時必有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻作用(yong),且符合歐姆定(ding)律。但液(ye)體(ti)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻溫度特(te)性與(yu)金(jin)屬(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti)相反,具有(you)(you)負向溫度特(te)性。為區別于(yu)金(jin)屬(shu)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)體(ti),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質溶(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能力用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻的(de)(de)(de)(de)倒數)或電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)率(電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻率的(de)(de)(de)(de)倒數)來表示。當兩個互相絕緣的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)組成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)池時,若在其中間放置待測(ce)溶(rong)(rong)液(ye),并通以(yi)恒(heng)壓(ya)交(jiao)變電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流,就形(xing)成(cheng)了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流回(hui)路。如果將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)大小和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)尺寸(cun)固定(ding),則回(hui)路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)率就存在一定(ding)的(de)(de)(de)(de)函數關系。這樣,測(ce)了(le)待測(ce)溶(rong)(rong)液(ye)中流過(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流,就能測(ce)出待測(ce)溶(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)率。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)結構和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路與(yu)酸(suan)、堿、鹽(yan)濃度傳(chuan)感(gan)器(qi)相同。
壓力敏(min)和(he)力敏(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、位置傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、液(ye)位傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、能(neng)耗傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、速(su)度傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、加速(su)度傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、射線輻射傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、熱敏(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)。
振動傳(chuan)感(gan)器、濕敏傳(chuan)感(gan)器、磁敏傳(chuan)感(gan)器、氣敏傳(chuan)感(gan)器、真空度傳(chuan)感(gan)器、生物傳(chuan)感(gan)器等。
模擬(ni)傳(chuan)感器:將被(bei)測量(liang)的非電(dian)學量(liang)轉換成模擬(ni)電(dian)信(xin)號。
數字(zi)傳感器(qi):將被測(ce)量的非電學(xue)量轉(zhuan)換(huan)成數字(zi)輸出信號(包括直接和(he)間(jian)接轉(zhuan)換(huan))。
膺數字(zi)傳感(gan)器:將被(bei)測量(liang)的信號(hao)(hao)量(liang)轉換(huan)成頻率信號(hao)(hao)或(huo)短周(zhou)期信號(hao)(hao)的輸出(包括直接或(huo)間接轉換(huan))。
開關傳(chuan)感(gan)器:當一個(ge)被測量(liang)的信(xin)號達(da)到某個(ge)特定(ding)的閾值(zhi)時,傳(chuan)感(gan)器相應地輸出一個(ge)設(she)定(ding)的低電(dian)平(ping)或高(gao)電(dian)平(ping)信(xin)號。
集成(cheng)傳感器是用標準的(de)生產硅基半(ban)導(dao)體集成(cheng)電路(lu)的(de)工(gong)藝技術制造的(de)。
通常還(huan)將(jiang)用于初步(bu)處(chu)理被測信(xin)號的(de)部分(fen)電路也集成(cheng)在同一(yi)芯(xin)片上。
薄膜傳感(gan)器則是通過沉積(ji)在(zai)介質襯底(基板(ban))上(shang)(shang)的,相(xiang)應敏感(gan)材(cai)料的薄膜形成的。使用混合工(gong)藝時,同樣(yang)可將(jiang)部(bu)分電(dian)路制造在(zai)此基板(ban)上(shang)(shang)。
厚膜(mo)傳感器是利(li)用相應材料(liao)的漿料(liao),涂覆在陶瓷基片上(shang)制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜(mo)成形(xing)。
陶(tao)瓷傳感器(qi)采(cai)用標準(zhun)的(de)陶(tao)瓷工(gong)藝(yi)或其(qi)某種變種工(gong)藝(yi)(溶膠、凝膠等)生產。
完成(cheng)適(shi)當的預備性操作(zuo)之后,已成(cheng)形的元件在(zai)高溫中進行燒結。厚(hou)膜(mo)和陶瓷傳感器這二種工(gong)藝(yi)之間有許多共同特性,在(zai)某(mou)些方面,可以認為厚(hou)膜(mo)工(gong)藝(yi)是陶瓷工(gong)藝(yi)的一種變型。
每(mei)種工藝技術都有(you)自(zi)己的(de)優(you)點和(he)(he)不足。由于研究、開發和(he)(he)生(sheng)產(chan)所需的(de)資(zi)本(ben)投入(ru)較(jiao)低,以(yi)及(ji)傳(chuan)(chuan)感(gan)器參數(shu)的(de)高穩定(ding)性等原(yuan)因,采用陶(tao)瓷和(he)(he)厚(hou)膜傳(chuan)(chuan)感(gan)器比(bi)較(jiao)合理。
物(wu)(wu)理型(xing)傳感器是利用(yong)被測量物(wu)(wu)質的某些物(wu)(wu)理性質發生明顯(xian)變化的特性制(zhi)成的。
化(hua)學(xue)型傳(chuan)感(gan)器是(shi)利用能把化(hua)學(xue)物質的成(cheng)分、濃(nong)度等化(hua)學(xue)量(liang)轉化(hua)成(cheng)電(dian)學(xue)量(liang)的敏(min)感(gan)元件制成(cheng)的。
生(sheng)(sheng)物(wu)型(xing)傳感器(qi)(qi)是利用各(ge)種(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)或(huo)生(sheng)(sheng)物(wu)物(wu)質的(de)特性做(zuo)成的(de),用以檢(jian)測與識別生(sheng)(sheng)物(wu)體內化學成分的(de)傳感器(qi)(qi)。
基(ji)本型傳感(gan)器(qi):是一種最基(ji)本的單個變(bian)換裝(zhuang)置。
組(zu)(zu)合型傳感(gan)器(qi):是由不同單個變換(huan)裝(zhuang)置組(zu)(zu)合而(er)構成的(de)傳感(gan)器(qi)。
應用(yong)型(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi):是基本型(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)或組合(he)型(xing)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)與其他(ta)機構(gou)組合(he)而構(gou)成(cheng)的傳(chuan)(chuan)(chuan)感器(qi)。
按作(zuo)用形式(shi)可分為主(zhu)動型(xing)和被動型(xing)傳(chuan)感器。
主動型傳感(gan)器(qi)又(you)有作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型和反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型,此種(zhong)傳感(gan)器(qi)對(dui)(dui)被(bei)(bei)測(ce)(ce)對(dui)(dui)象能發出一定探(tan)(tan)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao),能檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)在(zai)被(bei)(bei)測(ce)(ce)對(dui)(dui)象中(zhong)所產(chan)生(sheng)的變(bian)化,或者由探(tan)(tan)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)在(zai)被(bei)(bei)測(ce)(ce)對(dui)(dui)象中(zhong)產(chan)生(sheng)某種(zhong)效應(ying)而形成信(xin)號(hao)(hao)。檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)變(bian)化方(fang)式的稱(cheng)為(wei)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型,檢測(ce)(ce)產(chan)生(sheng)響應(ying)而形成信(xin)號(hao)(hao)方(fang)式的稱(cheng)為(wei)反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型。雷達與(yu)無線電頻率范圍探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)是(shi)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型實例(li)(li),而光(guang)聲效應(ying)分析裝置與(yu)激光(guang)分析器(qi)是(shi)反(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)型實例(li)(li)。
被動型傳感器(qi)只(zhi)是接收被測對象本身(shen)產生的信號,如紅(hong)外(wai)(wai)輻射溫(wen)度計、紅(hong)外(wai)(wai)攝(she)像裝(zhuang)置(zhi)等。
傳感器(qi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)特性(xing)是指(zhi)對靜(jing)態(tai)的(de)(de)輸(shu)入信(xin)號(hao),傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)出量與(yu)輸(shu)入量之間(jian)(jian)所具有相互關(guan)(guan)系。因為(wei)這時輸(shu)入量和輸(shu)出量都和時間(jian)(jian)無關(guan)(guan),所以(yi)它們(men)之間(jian)(jian)的(de)(de)關(guan)(guan)系,即傳感器(qi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)特性(xing)可用一個(ge)不含時間(jian)(jian)變(bian)量的(de)(de)代數(shu)(shu)方程,或以(yi)輸(shu)入量作(zuo)(zuo)橫(heng)坐標,把與(yu)其(qi)對應的(de)(de)輸(shu)出量作(zuo)(zuo)縱坐標而畫出的(de)(de)特性(xing)曲線(xian)(xian)來(lai)描述(shu)。表征傳感器(qi)靜(jing)態(tai)特性(xing)的(de)(de)主要參數(shu)(shu)有:線(xian)(xian)性(xing)度(du)、靈(ling)敏(min)度(du)、遲滯、重復性(xing)、漂移等(deng)。
1.線(xian)性度:指(zhi)傳感(gan)器輸(shu)出量(liang)與輸(shu)入量(liang)之間的(de)實際關(guan)系曲(qu)線(xian)偏(pian)離擬合(he)直(zhi)線(xian)的(de)程度。定義(yi)為在全量(liang)程范圍內(nei)實際特性曲(qu)線(xian)與擬合(he)直(zhi)線(xian)之間的(de)最大偏(pian)差值與滿量(liang)程輸(shu)出值之比。
2.靈敏度(du):靈敏度(du)是傳感器(qi)靜態特(te)性的(de)一(yi)個重要指標。其定義為輸出量(liang)(liang)的(de)增量(liang)(liang)與引起該(gai)增量(liang)(liang)的(de)相應輸入(ru)量(liang)(liang)增量(liang)(liang)之比。用S表(biao)示靈敏度(du)。
3.遲滯(zhi)(zhi):傳感(gan)器在輸入量由小到(dao)大(da)(正(zheng)行(xing)程(cheng))及(ji)輸入量由大(da)到(dao)小(反行(xing)程(cheng))變化(hua)期間其輸入輸出(chu)特(te)性曲(qu)線不重合的現象成(cheng)為(wei)遲滯(zhi)(zhi)。對(dui)于同(tong)一大(da)小的輸入信(xin)號,傳感(gan)器的正(zheng)反行(xing)程(cheng)輸出(chu)信(xin)號大(da)小不相等,這個(ge)差值稱為(wei)遲滯(zhi)(zhi)差值。
4.重(zhong)復性:重(zhong)復性是指傳感器(qi)在輸入量(liang)(liang)按同一方向作全量(liang)(liang)程(cheng)連(lian)續多次變(bian)化時,所得特性曲線不一致的程(cheng)度。
5.漂(piao)移(yi)(yi):傳(chuan)感器的漂(piao)移(yi)(yi)是指在輸(shu)入量(liang)不變的情況下,傳(chuan)感器輸(shu)出量(liang)隨(sui)著(zhu)時間變化,此(ci)現象稱為漂(piao)移(yi)(yi)。產生漂(piao)移(yi)(yi)的原因有(you)兩個(ge)方面:一(yi)是傳(chuan)感器自身(shen)結構參數(shu);二是周圍環境(如溫(wen)度(du)、濕度(du)等)。
6.分辨(bian)力:當傳感(gan)(gan)器的輸(shu)入從非零值緩慢(man)增加(jia)時,在超(chao)過某一增量(liang)后輸(shu)出發生可觀(guan)測的變化,這個輸(shu)入增量(liang)稱傳感(gan)(gan)器的分辨(bian)力,即(ji)最小輸(shu)入增量(liang)。
7.閾(yu)值(zhi):當傳(chuan)感器(qi)(qi)的輸入從(cong)零值(zhi)開始(shi)緩慢增(zeng)加時(shi),在達(da)到某一值(zhi)后輸出發生可觀測的變化,這個輸入值(zhi)稱傳(chuan)感器(qi)(qi)的閾(yu)值(zhi)電壓。
所(suo)謂動(dong)態特(te)(te)性,是(shi)指傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)(zai)輸(shu)(shu)(shu)入變化(hua)時,它的(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)出的(de)(de)特(te)(te)性。在(zai)(zai)實際工作中,傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)動(dong)態特(te)(te)性常(chang)用(yong)它對某些標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)(shu)入信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)響(xiang)應(ying)(ying)來表示。這是(shi)因為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)對標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)(shu)入信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)響(xiang)應(ying)(ying)容易用(yong)實驗(yan)方法求(qiu)得,并且(qie)它對標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)(shu)入信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)響(xiang)應(ying)(ying)與它對任意輸(shu)(shu)(shu)入信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)響(xiang)應(ying)(ying)之間存在(zai)(zai)一定(ding)的(de)(de)關(guan)系,往往知道(dao)了前者就能推定(ding)后者。最(zui)常(chang)用(yong)的(de)(de)標(biao)準(zhun)輸(shu)(shu)(shu)入信(xin)(xin)(xin)號有(you)階(jie)躍信(xin)(xin)(xin)號和正弦信(xin)(xin)(xin)號兩(liang)種,所(suo)以傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)動(dong)態特(te)(te)性也常(chang)用(yong)階(jie)躍響(xiang)應(ying)(ying)和頻率(lv)響(xiang)應(ying)(ying)來表示。
通(tong)常情況下(xia),傳感器的(de)實(shi)際(ji)(ji)靜態特性(xing)(xing)(xing)輸(shu)出是條曲(qu)線(xian)而非直(zhi)線(xian)。在(zai)實(shi)際(ji)(ji)工作(zuo)中,為使(shi)儀表(biao)具有均勻刻度的(de)讀(du)數,常用一(yi)條擬合直(zhi)線(xian)近似地代表(biao)實(shi)際(ji)(ji)的(de)特性(xing)(xing)(xing)曲(qu)線(xian)、線(xian)性(xing)(xing)(xing)度(非線(xian)性(xing)(xing)(xing)誤差)就(jiu)是這(zhe)個近似程度的(de)一(yi)個性(xing)(xing)(xing)能指標。
擬(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)線(xian)的(de)選取有多種(zhong)方法。如(ru)將零輸(shu)入和滿(man)量程輸(shu)出點相連的(de)理(li)論直(zhi)(zhi)線(xian)作(zuo)為(wei)擬(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)線(xian);或(huo)將與特性曲線(xian)上各(ge)點偏差的(de)平方和為(wei)最小(xiao)的(de)理(li)論直(zhi)(zhi)線(xian)作(zuo)為(wei)擬(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)線(xian),此擬(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)線(xian)稱為(wei)最小(xiao)二(er)乘法擬(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)(zhi)線(xian)。
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸(shu)出量變化△y對輸(shu)入量變化△x的(de)比(bi)值(zhi)。
它(ta)是輸出一(yi)輸入(ru)特性曲線(xian)的斜率。如(ru)果傳(chuan)感器(qi)的輸出和輸入(ru)之間顯(xian)線(xian)性關系,則(ze)靈敏度S是一(yi)個(ge)常(chang)數。否則(ze),它(ta)將隨(sui)輸入(ru)量的變化(hua)而變化(hua)。
靈敏度的量綱是輸(shu)(shu)出、輸(shu)(shu)入量的量綱之比(bi)。例如(ru),某位移(yi)(yi)傳感(gan)器(qi),在位移(yi)(yi)變(bian)化(hua)1mm時,輸(shu)(shu)出電壓(ya)變(bian)化(hua)為200mV,則其(qi)靈敏度應表示為200mV/mm。
當傳(chuan)感(gan)器的輸出、輸入量的量綱相同時(shi),靈敏度可理解為放大倍(bei)數。
提高靈敏度(du),可得到較(jiao)高的測(ce)量(liang)精度(du)。但靈敏度(du)愈高,測(ce)量(liang)范圍愈窄,穩定性也往往愈差。
分辨率(lv)(lv)是(shi)指傳感器(qi)可(ke)感受到的(de)(de)(de)(de)(de)被測量的(de)(de)(de)(de)(de)最小變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)能力。也就是(shi)說,如(ru)果輸(shu)入量從某一非(fei)零(ling)值緩慢(man)地(di)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。當(dang)輸(shu)入變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)值未超過某一數值時,傳感器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)出不(bu)會發生變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua),即傳感器(qi)對此輸(shu)入量的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)是(shi)分辨不(bu)出來的(de)(de)(de)(de)(de)。只(zhi)有當(dang)輸(shu)入量的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)超過分辨率(lv)(lv)時,其(qi)輸(shu)出才會發生變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)。
通常傳感器在滿(man)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)范圍(wei)內各點的(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)并不(bu)相同,因此常用(yong)滿(man)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)中(zhong)能使(shi)輸出量(liang)(liang)產生階躍變(bian)化(hua)的(de)(de)輸入(ru)量(liang)(liang)中(zhong)的(de)(de)最大變(bian)化(hua)值作為衡量(liang)(liang)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)的(de)(de)指標。上(shang)述指標若(ruo)用(yong)滿(man)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)的(de)(de)百分(fen)(fen)比表(biao)示,則稱為分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)。分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)與傳感器的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)有負相相關性(xing)(xing)。
要(yao)進行(xing)—個(ge)具體(ti)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)工作,首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)(kao)慮采用(yong)(yong)何種原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi),這需要(yao)分(fen)析多方(fang)面的(de)(de)因素之后(hou)才能確定。因為,即使是(shi)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)同一(yi)物理量(liang)(liang),也有(you)多種原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)可供選用(yong)(yong),哪一(yi)種原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)更為合(he)適,則需要(yao)根據被測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)特(te)點和(he)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件考(kao)(kao)慮以下一(yi)些具體(ti)問題(ti):量(liang)(liang)程(cheng)的(de)(de)大小(xiao);被測(ce)(ce)(ce)位(wei)置對傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)體(ti)積的(de)(de)要(yao)求;測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)方(fang)式為接觸式還(huan)是(shi)非(fei)接觸式;信號(hao)的(de)(de)引出方(fang)法,有(you)線或是(shi)非(fei)接觸測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang);傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)來源,國產(chan)還(huan)是(shi)進口,價格能否承受,還(huan)是(shi)自行(xing)研制(zhi)。
在考(kao)(kao)慮上述問題之后就(jiu)能(neng)確定選用何種類型的傳感器,然后再(zai)考(kao)(kao)慮傳感器的具體性能(neng)指標。
通(tong)常(chang),在傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)線性范圍內(nei),希望傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏度越高(gao)(gao)越好。因為只有(you)靈(ling)敏度高(gao)(gao)時,與(yu)被(bei)測(ce)量變化(hua)對(dui)應的(de)輸出(chu)信號的(de)值才比(bi)(bi)較(jiao)大,有(you)利于信號處(chu)理。但要注意的(de)是,傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)靈(ling)敏度高(gao)(gao),與(yu)被(bei)測(ce)量無關的(de)外界噪(zao)(zao)聲也容(rong)易混入(ru),也會被(bei)放(fang)(fang)大系統(tong)放(fang)(fang)大,影響測(ce)量精度。因此,要求傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)本身應具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)信噪(zao)(zao)比(bi)(bi),盡量減少(shao)從外界引入(ru)的(de)干擾信號。
傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)靈敏度是有方向(xiang)性的(de)(de)。當(dang)被測(ce)量是單向(xiang)量,而且(qie)對其方向(xiang)性要求(qiu)較(jiao)高,則(ze)應(ying)選(xuan)擇其它方向(xiang)靈敏度小(xiao)的(de)(de)傳(chuan)感器(qi);如果(guo)被測(ce)量是多(duo)維向(xiang)量,則(ze)要求(qiu)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)交叉靈敏度越(yue)小(xiao)越(yue)好。
傳(chuan)感器(qi)的頻(pin)(pin)率響(xiang)應(ying)特性決定了被測量的頻(pin)(pin)率范(fan)圍(wei),必(bi)須在允許頻(pin)(pin)率范(fan)圍(wei)內保持不(bu)失真。實際上傳(chuan)感器(qi)的響(xiang)應(ying)總有(you)—定延(yan)遲(chi),希望(wang)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)越短越好。
傳(chuan)感器的頻(pin)(pin)率響應(ying)越高(gao),可測的信號頻(pin)(pin)率范圍就(jiu)越寬。
在動態測量中,應(ying)根據信號(hao)的特(te)點(dian)(穩態、瞬(shun)態、隨機(ji)等(deng))響應(ying)特(te)性,以免產(chan)生過大的誤差。
傳感器(qi)(qi)的(de)(de)線(xian)形(xing)范(fan)圍(wei)是指輸(shu)出與輸(shu)入成(cheng)正比的(de)(de)范(fan)圍(wei)。以理論上(shang)講(jiang),在此范(fan)圍(wei)內(nei),靈敏度(du)保持定值。傳感器(qi)(qi)的(de)(de)線(xian)性范(fan)圍(wei)越寬,則其量(liang)程越大,并(bing)且能保證(zheng)一定的(de)(de)測量(liang)精度(du)。在選擇傳感器(qi)(qi)時(shi),當傳感器(qi)(qi)的(de)(de)種類確定以后首先要(yao)(yao)看其量(liang)程是否滿(man)足(zu)要(yao)(yao)求(qiu)。
但(dan)實(shi)際上,任何傳感器(qi)都不能保證絕對的線性,其線性度也(ye)是(shi)相對的。當(dang)所要求測量精度比較低(di)時,在一定的范圍內(nei),可將非線性誤差較小的傳感器(qi)近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便。
傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)使用(yong)一(yi)段時(shi)間后,其(qi)性能保持不變的(de)(de)能力稱(cheng)為穩定(ding)性。影響傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)長期穩定(ding)性的(de)(de)因素除傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)本身(shen)結構(gou)外(wai),主要是傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)使用(yong)環境。因此,要使傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)具(ju)有良好的(de)(de)穩定(ding)性,傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)必(bi)須要有較強的(de)(de)環境適(shi)應(ying)能力。
在選(xuan)擇傳感(gan)器(qi)之前(qian),應對其使用環(huan)境進行調查,并根據(ju)具體的使用環(huan)境選(xuan)擇合適的傳感(gan)器(qi),或采取適當的措施(shi),減小環(huan)境的影(ying)響(xiang)。
傳感器的(de)穩定(ding)(ding)性有定(ding)(ding)量指標(biao),在超過使用(yong)期后,在使用(yong)前應(ying)重新進(jin)行標(biao)定(ding)(ding),以確定(ding)(ding)傳感器的(de)性能是否發生變(bian)化。
在某些要(yao)求傳感器(qi)能長期使(shi)用而又不(bu)能輕易(yi)更換或標(biao)定(ding)的(de)場合(he),所選用的(de)傳感器(qi)穩(wen)定(ding)性要(yao)求更嚴(yan)格,要(yao)能夠經受住長時間的(de)考驗。
精度是(shi)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)一個重要(yao)的(de)(de)(de)性能指標(biao),它是(shi)關系(xi)到整(zheng)個測量(liang)(liang)系(xi)統(tong)測量(liang)(liang)精度的(de)(de)(de)一個重要(yao)環(huan)節。傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)精度越(yue)高,其價格(ge)越(yue)昂貴(gui),因(yin)此,傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)精度只要(yao)滿(man)足整(zheng)個測量(liang)(liang)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)精度要(yao)求就可以,不必選得(de)過高。這樣就可以在(zai)滿(man)足同一測量(liang)(liang)目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)諸多傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)中選擇(ze)比較便宜和(he)簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)阿特拉(la)斯空壓機配件。
如果(guo)測量目的是定性分析的,選(xuan)用重復精(jing)度高(gao)的傳感(gan)器即可,不(bu)宜選(xuan)用絕對量值(zhi)精(jing)度高(gao)的;如果(guo)是為了定量分析,必須獲得精(jing)確的測量值(zhi),就需選(xuan)用精(jing)度等級能(neng)滿足要求的傳感(gan)器。
對(dui)某些特殊使(shi)用(yong)場合,無法選到合適(shi)的傳感(gan)器,則需自(zi)行設計(ji)制(zhi)造傳感(gan)器。自(zi)制(zhi)傳感(gan)器的性能應滿足使(shi)用(yong)要求。
1.傳感器
能感(gan)受規定的(de)被測(ce)量并按照一定的(de)規律轉換成(cheng)可用輸出信號的(de)器件或裝置。通常有敏感(gan)元件和轉換元件組成(cheng)。
(1)敏感元(yuan)件是指(zhi)傳感器中能直接(或響(xiang)應(ying))被測(ce)量的部分(fen)。
(2)轉換(huan)元件(jian)指傳(chuan)(chuan)感器中能較敏感元件(jian)感受(或響(xiang)應)的(de)(de)被測量(liang)轉換(huan)成是與(yu)傳(chuan)(chuan)輸和(或)測量(liang)的(de)(de)電信號部分。
(3)當輸(shu)出為規定的標準(zhun)信(xin)號時,則稱為變送器。
2.測量范(fan)圍
在允許誤差限內(nei)被(bei)測量值的范圍。
3.量程
測量范圍上(shang)限值和(he)下(xia)限值的(de)代數(shu)差。
4.精確(que)度
被(bei)測量的(de)測量結果與真值間的(de)一(yi)致(zhi)程度。
5.重(zhong)復性
在所(suo)有下述條件下,對同一被測的量(liang)進(jin)行多次連(lian)續測量(liang)所(suo)得(de)結果之間的符合程度(du):
相同測量方法(fa);
相同觀測者(zhe);
相(xiang)同(tong)測量儀器;
相同地點;
相同使用條件;
在短時期內(nei)的重復(fu)。
6.分(fen)辨力
傳感器在規定測(ce)量范圍(wei)內可能檢(jian)測(ce)出的(de)被測(ce)量的(de)最小(xiao)變化量。
7.閾值
能使(shi)傳感器輸出端產生可測變(bian)化量(liang)的(de)被測量(liang)的(de)最(zui)小變(bian)化量(liang)。
8.零位
使輸出(chu)的絕對值(zhi)為最(zui)小的狀(zhuang)態,例如平衡狀(zhuang)態。
9.激(ji)勵
為使傳(chuan)感器正常(chang)工作而施加(jia)的(de)外部能量(電壓(ya)或電流)。
10.最大激勵
在市內條件下,能夠施加(jia)到傳(chuan)感器上的激勵電壓或電流的最大值。
11.輸入阻抗(kang)
在輸出端短路時,傳感器輸入(ru)端測得的阻抗。
12.輸出
有(you)傳感(gan)器產生的與外加被測(ce)量(liang)成函數(shu)關系(xi)的電量(liang)。
13.輸出阻(zu)抗
在(zai)輸入端(duan)短路時,傳感器輸出(chu)端(duan)測得的(de)阻抗。
14.零點輸(shu)出
在室(shi)內(nei)條件下(xia),所加被測量為零時傳(chuan)感器的輸出。
15.滯后(hou)
在(zai)規定的(de)范圍內,當(dang)被測量值增(zeng)加和減少時,輸出(chu)中出(chu)現(xian)的(de)最(zui)大差值。
16.遲后
輸(shu)出信號變化相對于輸(shu)入(ru)信號變化的時間延遲(chi)。
17.漂移(yi)
在一定的(de)(de)時間(jian)間(jian)隔內,傳感器(qi)輸出中(zhong)有與被測量(liang)(liang)無關的(de)(de)不需要(yao)的(de)(de)變(bian)化量(liang)(liang)。
18.零點(dian)漂移
在規定的(de)時(shi)間間隔及(ji)室(shi)內條件下零(ling)點輸出時(shi)的(de)變化。
19.靈敏度
傳(chuan)感(gan)器輸出量的增量與(yu)相應的輸入(ru)量增量之比。
20.靈(ling)敏度漂(piao)移
由于靈敏度的變(bian)化(hua)而(er)引起的校準曲線斜率(lv)的變(bian)化(hua)。
21.熱靈敏度漂(piao)移
由于靈敏度的(de)(de)變化而(er)引起的(de)(de)靈敏度漂移。
22.熱零點漂(piao)移
由于(yu)周圍溫度(du)變(bian)化(hua)而引起的零(ling)點漂移。
23.線(xian)性(xing)度
校準曲線與某一規定直線一致的(de)程度。
24.非線性度
校準曲線(xian)與(yu)某一規定直線(xian)偏(pian)離(li)的程(cheng)度。
25.長(chang)期穩定性
傳感器在規定的時間內仍能保持不超過允許誤差(cha)的能力(li)。
26.固(gu)有(you)頻率
在無阻力(li)時(shi),傳感器的自由(不(bu)加外力(li))振蕩頻率。
27.響應(ying)
輸出時被測量變化的特性。
28.補(bu)償溫度(du)范圍
使傳感器保持量程和規定極限內的零平衡所補(bu)償的溫度(du)范圍(wei)。
29.蠕變(bian)
當被測量(liang)(liang)機器(qi)多(duo)有環境條件保(bao)持(chi)恒定(ding)時(shi)(shi),在(zai)規定(ding)時(shi)(shi)間(jian)內輸出(chu)量(liang)(liang)的變(bian)化(hua)。
30.絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻
如無其他規定,指在(zai)室(shi)溫條件下施加規定的(de)直流電(dian)壓時,從傳感(gan)器規定絕(jue)緣部(bu)分之間(jian)測得的(de)電(dian)阻值。
環境給傳感器造(zao)成的影響主要有以(yi)下幾(ji)個方面:
(1)高(gao)(gao)溫環境(jing)(jing)對(dui)傳感器(qi)造成涂覆材(cai)料熔化、焊點開(kai)化、彈性體內應力(li)發生結構變化等(deng)問題。對(dui)于高(gao)(gao)溫環境(jing)(jing)下工作的傳感器(qi)常采用耐高(gao)(gao)溫傳感器(qi);另外,必須加(jia)有(you)隔熱、水冷或氣冷等(deng)裝置。
(2)粉塵(chen)、潮(chao)濕對傳感器(qi)(qi)造成短(duan)路的(de)(de)影響(xiang)。在此環境條件下應選用密閉(bi)性很高的(de)(de)傳感器(qi)(qi)。不同的(de)(de)傳感器(qi)(qi)其(qi)密封(feng)的(de)(de)方(fang)式是不同的(de)(de),其(qi)密閉(bi)性存(cun)在著(zhu)很大差異。
常見(jian)的(de)密(mi)封(feng)有密(mi)封(feng)膠(jiao)充(chong)填或涂(tu)覆(fu);橡膠(jiao)墊機械緊固(gu)密(mi)封(feng);焊接(氬弧焊、等離子(zi)束焊)和抽真(zhen)空充(chong)氮(dan)密(mi)封(feng)。
從(cong)密封效果來看,焊(han)接(jie)密封為最佳,充填涂覆密封膠(jiao)為最差。對(dui)于(yu)室內干(gan)凈(jing)、干(gan)燥環(huan)境下工作(zuo)的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)(qi),可選(xuan)擇(ze)涂膠(jiao)密封的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)(qi),而對(dui)于(yu)一些(xie)在潮濕、粉塵性較高的(de)(de)環(huan)境下工作(zuo)的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)(qi),應選(xuan)擇(ze)膜(mo)片熱套密封或膜(mo)片焊(han)接(jie)密封、抽真空充氮的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)(qi)。
(3)在(zai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)較高的(de)環境下,如潮濕、酸性(xing)(xing)對傳感器(qi)造成彈性(xing)(xing)體受損(sun)或(huo)(huo)產生短路(lu)等影響,應選(xuan)擇外(wai)表面進行過噴塑或(huo)(huo)不銹鋼外(wai)罩,抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能好且密(mi)閉(bi)性(xing)(xing)好的(de)傳感器(qi)。
(4)電磁場對(dui)傳感器(qi)輸出紊亂信(xin)號的(de)影響。在此情(qing)況下,應對(dui)傳感器(qi)的(de)屏蔽性進(jin)行嚴格檢查,看其是否具有(you)良好(hao)的(de)抗電磁能力(li)。
(5)易(yi)燃、易(yi)爆(bao)不僅對(dui)傳感器(qi)造成徹底性(xing)的損害,而(er)且還(huan)給其它設備(bei)和人(ren)身安全造成很大的威脅。因此(ci),在易(yi)燃、易(yi)爆(bao)環境下工作的傳感器(qi)對(dui)防(fang)爆(bao)性(xing)能提出(chu)了更高(gao)的要求:在易(yi)燃、易(yi)爆(bao)環境下必(bi)須選用防(fang)爆(bao)傳感器(qi),這種傳感器(qi)的密(mi)封外罩不僅要考(kao)慮其密(mi)閉性(xing),還(huan)要考(kao)慮到防(fang)爆(bao)強度,以及電(dian)纜線(xian)引出(chu)頭的防(fang)水、防(fang)潮、防(fang)爆(bao)性(xing)等。
對(dui)傳感器(qi)數量和量程的選(xuan)擇:
傳感器(qi)數(shu)量(liang)的(de)選(xuan)擇是(shi)根據(ju)(ju)電子(zi)衡(heng)器(qi)的(de)用(yong)(yong)途、秤(cheng)(cheng)體(ti)(ti)需要(yao)支撐(cheng)的(de)點(dian)數(shu)(支撐(cheng)點(dian)數(shu)應根據(ju)(ju)使(shi)秤(cheng)(cheng)體(ti)(ti)幾何重(zhong)心和實際重(zhong)心重(zhong)合的(de)原(yuan)則(ze)而(er)確(que)定(ding)(ding))而(er)定(ding)(ding)。一般來說,秤(cheng)(cheng)體(ti)(ti)有幾個支撐(cheng)點(dian)就選(xuan)用(yong)(yong)幾只傳感器(qi),但是(shi)對于一些(xie)特殊的(de)秤(cheng)(cheng)體(ti)(ti)如電子(zi)吊鉤秤(cheng)(cheng)就只能采(cai)用(yong)(yong)一個傳感器(qi),一些(xie)機電結合秤(cheng)(cheng)就應根據(ju)(ju)實際情況(kuang)來確(que)定(ding)(ding)選(xuan)用(yong)(yong)傳感器(qi)的(de)個數(shu)。
傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)量程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)可依據秤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大稱(cheng)量值(zhi)、選用(yong)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)個數、秤體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自重、可能(neng)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大偏載及(ji)動(dong)載等(deng)因素(su)綜合評價來確定。一(yi)般(ban)來說,傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量程越接(jie)近分配(pei)到每個傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)載荷,其稱(cheng)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)準確度就越高。但(dan)在實際使(shi)用(yong)時(shi),由于(yu)加在傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)載荷除被稱(cheng)物(wu)體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及(ji)振動(dong)沖擊等(deng)載荷,因此選用(yong)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)量程時(shi),要考(kao)慮諸多(duo)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因素(su),保證傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)安全和壽命。
傳感器(qi)量程的(de)計算公式是在充分考慮到影響(xiang)秤體的(de)各(ge)個(ge)因素后,經過大量的(de)實驗(yan)而(er)確定的(de)。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感器的額(e)定(ding)量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈重的最大值
N-秤體所采用支撐(cheng)點的數量
K-0—保(bao)險系數,一般取值在1.2~1.3之(zhi)間
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的重心偏移系數
K-3—風壓系(xi)數(shu)
根據經驗(yan),一般應使傳(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)作在其(qi)30%~70%量(liang)程(cheng)內,但(dan)對于一些在使用過(guo)程(cheng)中存在較大沖擊(ji)力的(de)(de)衡(heng)器(qi),如動態(tai)軌道(dao)衡(heng)、動態(tai)汽車衡(heng)、鋼材秤等,在選用傳(chuan)感(gan)器(qi)時,一般要擴大其(qi)量(liang)程(cheng),使傳(chuan)感(gan)器(qi)工(gong)作在其(qi)量(liang)程(cheng)的(de)(de)20%~30%之內,使傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)稱量(liang)儲備量(liang)增大,以保證傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)使用安全和壽(shou)命。
要考慮各種(zhong)類型(xing)傳(chuan)感器的適(shi)用范圍:
傳感器(qi)的準確度等(deng)級包括傳感器(qi)的非線(xian)形、蠕(ru)變、蠕(ru)變恢復(fu)、滯后、重復(fu)性(xing)、靈敏度等(deng)技(ji)術指標(biao)。在選用傳感器(qi)的時候,不(bu)要單純追求(qiu)高(gao)等(deng)級的傳感器(qi),而既要考慮滿足電(dian)子秤的準確度要求(qiu),又要考慮其成本(ben)。
對(dui)傳感器等級(ji)的選擇必須滿足下列(lie)兩個條件(jian):
1.滿足儀表輸(shu)(shu)入(ru)的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。稱重顯示儀表是對傳感(gan)器的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)信號(hao)經過放大、A/D轉(zhuan)換等處理之后顯示稱量結(jie)果的(de)(de)。因(yin)此,傳感(gan)器的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)信號(hao)必須大于(yu)或(huo)(huo)等于(yu)儀表要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)信號(hao)大小,即將傳感(gan)器的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)靈(ling)敏(min)度(du)代人(ren)傳感(gan)器和(he)儀表的(de)(de)匹(pi)配公式,計算結(jie)果須大于(yu)或(huo)(huo)等于(yu)儀表要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)靈(ling)敏(min)度(du)。
2.滿足(zu)整(zheng)臺(tai)電子秤準(zhun)確(que)度的(de)(de)要(yao)求。一(yi)臺(tai)電子秤主要(yao)是(shi)由秤體(ti)、傳感器(qi)(qi)、儀(yi)表三部(bu)分組成,在對傳感器(qi)(qi)準(zhun)確(que)度選(xuan)擇的(de)(de)時候(hou),應(ying)使傳感器(qi)(qi)的(de)(de)準(zhun)確(que)度略高(gao)于理論計算值,因為理論往往受到(dao)客觀條件的(de)(de)限(xian)制,如秤體(ti)的(de)(de)強度差一(yi)點(dian),儀(yi)表的(de)(de)性能不是(shi)很好、秤的(de)(de)工作(zuo)環境比較惡劣等因素都直接影響(xiang)到(dao)秤的(de)(de)準(zhun)確(que)度要(yao)求,因此(ci)要(yao)從各方面提高(gao)要(yao)求,又(you)要(yao)考慮經(jing)濟效(xiao)益(yi),確(que)保達到(dao)目的(de)(de)。
與傳感器(qi)相關(guan)的(de)現行國家標(biao)準
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中國傳感(gan)(gan)器產業(ye)正處于由傳統型(xing)(xing)向新(xin)型(xing)(xing)傳感(gan)(gan)器發(fa)(fa)展的關鍵階段,它體現(xian)了新(xin)型(xing)(xing)傳感(gan)(gan)器向微型(xing)(xing)化(hua)(hua)(hua)、多功(gong)能化(hua)(hua)(hua)、數(shu)字化(hua)(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)(hua)、系(xi)統化(hua)(hua)(hua)和網絡(luo)化(hua)(hua)(hua)發(fa)(fa)展的總(zong)趨(qu)勢(shi)。傳感(gan)(gan)器技術歷經了多年的發(fa)(fa)展,其(qi)技術的發(fa)(fa)展大體可(ke)分三(san)代:
第一代是結構型傳感器,它利用結構參量(liang)變化(hua)來(lai)感受和轉化(hua)信號(hao)。
第二代是上70年代發展起來(lai)的固(gu)體(ti)型傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi),這(zhe)種傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)由半(ban)導體(ti)、電介質、磁性材(cai)料(liao)等固(gu)體(ti)元件構成(cheng),是利用(yong)材(cai)料(liao)某些(xie)特(te)性制(zhi)成(cheng)。如:利用(yong)熱電效應、霍爾效應、光(guang)敏(min)效應,分別制(zhi)成(cheng)熱電偶傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、霍爾傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、光(guang)敏(min)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)。
第三(san)代傳感(gan)器(qi)是(shi)以后剛剛發展起來的智能型傳感(gan)器(qi),是(shi)微型計(ji)算機技術(shu)與檢測(ce)技術(shu)相結(jie)合的產物,使傳感(gan)器(qi)具有(you)一(yi)定的人(ren)工智能。
傳感器技(ji)術(shu)及其產業(ye)的特點(dian)可以歸納為:基礎、應用兩頭依附(fu);技(ji)術(shu)、投資兩個密集;產品、產業(ye)兩大分散(san)。
基(ji)礎依附(fu),是指傳感器技(ji)(ji)術的(de)發展依附(fu)于敏(min)感機理、敏(min)感材料、工(gong)藝(yi)設備(bei)和計測(ce)技(ji)(ji)術這四塊基(ji)石。敏(min)感機理千差萬別,敏(min)感材料多種多樣,工(gong)藝(yi)設備(bei)各(ge)不相同(tong),計測(ce)技(ji)(ji)術大相徑庭,沒有上述四塊基(ji)石的(de)支撐,傳感器技(ji)(ji)術難(nan)以(yi)為繼(ji)。
應用依附(fu)是(shi)指傳感(gan)器技(ji)(ji)術基本上屬于(yu)應用技(ji)(ji)術,其市場(chang)開發多依賴于(yu)檢(jian)測裝置和自動控制系統的應用,才能(neng)真正體現(xian)出它的高附(fu)加效益并形成現(xian)實市場(chang)。也即發展傳感(gan)器技(ji)(ji)術要以市場(chang)為(wei)導(dao)向(xiang),實行需求牽引。
技(ji)(ji)術(shu)密(mi)集是(shi)指傳感(gan)器在研制和制造過程中技(ji)(ji)術(shu)的(de)多(duo)樣性(xing)、邊(bian)緣(yuan)性(xing)、綜合性(xing)和技(ji)(ji)藝性(xing)。它是(shi)多(duo)種高技(ji)(ji)術(shu)的(de)集合產物(wu)。由于技(ji)(ji)術(shu)密(mi)集也自然要求人才密(mi)集。
投資密(mi)集是指(zhi)研究(jiu)開(kai)發和生(sheng)產某一種傳(chuan)感器產品(pin)要求一定的投資強度,尤其(qi)是在工(gong)程(cheng)化研究(jiu)以(yi)及建(jian)立規模(mo)經濟(ji)生(sheng)產線時,更要求較大(da)的投資。
產(chan)(chan)品結(jie)(jie)構(gou)和產(chan)(chan)業(ye)(ye)結(jie)(jie)構(gou)的兩(liang)大分散是指傳(chuan)感器產(chan)(chan)品門類(lei)品種繁多(共10大類(lei)、42小類(lei)近(jin)6000個(ge)品種),其應用滲透到各(ge)個(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)部門,它的發(fa)展既有(you)各(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)發(fa)展的推動力,又強烈地依賴(lai)于(yu)各(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)的支撐作用。只有(you)按照市場需求,不斷調(diao)整產(chan)(chan)業(ye)(ye)結(jie)(jie)構(gou)和產(chan)(chan)品結(jie)(jie)構(gou),才(cai)能(neng)實現傳(chuan)感器產(chan)(chan)業(ye)(ye)的全(quan)面(mian)、協調(diao)、持續發(fa)展。