國(guo)家(jia)標(biao)準GB7665-87對傳感器下的(de)定(ding)義是:“能感受(shou)規定(ding)的(de)被測量并按照一(yi)定(ding)的(de)規律(lv)(數(shu)學函數(shu)法則)轉換(huan)成可用信號的(de)器件(jian)或裝置,通常由(you)敏(min)感元件(jian)和轉換(huan)元件(jian)組成”。
中國物(wu)(wu)聯網校(xiao)企聯盟認為,傳感(gan)器的存在和發(fa)展,讓物(wu)(wu)體有了觸覺(jue)、味(wei)覺(jue)和嗅覺(jue)等感(gan)官,讓物(wu)(wu)體慢(man)慢(man)變得活(huo)了起來(lai)。”
“傳感器(qi)”在新韋(wei)式(shi)大詞典中定義為:“從(cong)一個系統接(jie)受功(gong)率,通常以另一種(zhong)形式(shi)將功(gong)率送(song)到第(di)二(er)個系統中的(de)器(qi)件”。
人們為了從外界獲取信息,必須借助于感覺器官。而單靠人們(men)自身的感覺器官,在研(yan)究(jiu)自然現象和(he)規律以(yi)及生產(chan)活動中它們(men)的功(gong)能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要傳感器。因此可以(yi)說(shuo),傳感器是(shi)人類(lei)五官的延長,又稱(cheng)之為電五官。
新技(ji)術革命的(de)到來,世界開(kai)始進(jin)入信息(xi)(xi)時代(dai)。在利用信息(xi)(xi)的(de)過程中,首先要(yao)解決的(de)就是要(yao)獲取準確可靠的(de)信息(xi)(xi),而(er)傳(chuan)感器是獲取自然和生(sheng)產領(ling)域(yu)中信息(xi)(xi)的(de)主(zhu)要(yao)途徑與手段。
在現代工(gong)業生產(chan)尤其是自動化生產(chan)過(guo)程中,要用各種傳(chuan)感(gan)器來監(jian)視和控(kong)制生產(chan)過(guo)程中的(de)各個參數(shu),使設備工(gong)作(zuo)在正常狀(zhuang)態或(huo)最佳(jia)狀(zhuang)態,并使產(chan)品達(da)到最好的(de)質量。因此(ci)可以說,沒有(you)眾多的(de)優良的(de)傳(chuan)感(gan)器,現代化生產(chan)也(ye)就失去了基(ji)礎。
在(zai)基礎(chu)(chu)學(xue)科研究中,傳(chuan)感器(qi)更具(ju)有(you)突出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地位。現代科學(xue)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan),進入了(le)許(xu)多新(xin)領(ling)域(yu):例(li)如(ru)在(zai)宏觀(guan)上要(yao)(yao)觀(guan)察(cha)上千光年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)茫茫宇宙,微觀(guan)上要(yao)(yao)觀(guan)察(cha)小到(dao)fm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒子世界,縱向上要(yao)(yao)觀(guan)察(cha)長達(da)數十(shi)萬年的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天體演化,短到(dao)s的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間反應(ying)。此外(wai),還出(chu)現了(le)對(dui)深(shen)化物質認識、開拓新(xin)能(neng)源、新(xin)材(cai)料等具(ju)有(you)重要(yao)(yao)作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種極端技(ji)術研究,如(ru)超高(gao)溫(wen)、超低溫(wen)、超高(gao)壓、超高(gao)真空(kong)、超強磁場(chang)、超弱磁場(chang)等等。顯然,要(yao)(yao)獲取大量人類感官無法直接(jie)獲取的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)息,沒(mei)有(you)相適應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)感器(qi)是不可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。許(xu)多基礎(chu)(chu)科學(xue)研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)障礙,首先(xian)就(jiu)在(zai)于對(dui)象(xiang)信(xin)息的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)獲取存(cun)在(zai)困(kun)難,而一些新(xin)機理和高(gao)靈敏度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)測傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現,往往會導致該(gai)領(ling)域(yu)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)突破。一些傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan),往往是一些邊(bian)緣學(xue)科開發的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)先(xian)驅。
傳感器早(zao)已滲(shen)透(tou)到諸如工(gong)(gong)業生產(chan)、宇宙開發、海(hai)洋(yang)探(tan)測、環(huan)境保護(hu)、資(zi)源調(diao)查、醫學診斷、生物(wu)工(gong)(gong)程(cheng)、甚至(zhi)文物(wu)保護(hu)等等極其之泛(fan)的(de)(de)領域。可以毫(hao)不(bu)夸張地說,從茫茫的(de)(de)太(tai)空(kong),到浩瀚的(de)(de)海(hai)洋(yang),以至(zhi)各(ge)種復雜的(de)(de)工(gong)(gong)程(cheng)系(xi)統(tong),幾乎每一個(ge)現代化項目(mu),都離不(bu)開各(ge)種各(ge)樣的(de)(de)傳感器。
由此可見(jian),傳感器技術(shu)在發展經(jing)濟(ji)、推動社會進步方(fang)面(mian)的(de)(de)重要作用,是十(shi)分明(ming)顯的(de)(de)。世(shi)界(jie)各國都(dou)十(shi)分重視這一領域的(de)(de)發展。相(xiang)信不久的(de)(de)將來,傳感器技術(shu)將會出現一個飛躍,達到與其(qi)重要地位相(xiang)稱的(de)(de)新水平。
傳感器的特點包括:微型化(hua)、數字化(hua)、智能(neng)化(hua)、多功能(neng)化(hua)、系統化(hua)、網絡化(hua),它不僅促進(jin)了傳統產業的改造(zao)和(he)更新(xin)換代,而(er)且還可(ke)能(neng)建(jian)立新(xin)型工業,從而(er)成為21世紀新(xin)的經濟增長點。微型化(hua)是建(jian)立在微電子(zi)機械系統(MEMS)技術(shu)基礎上的,已(yi)成功應用(yong)在硅(gui)器件上做成硅(gui)壓力傳感器。
傳(chuan)感(gan)器一般由敏感(gan)元件(jian)、轉換(huan)元件(jian)、變換(huan)電路和輔(fu)助電源四部分組成,如圖1所示。
敏感(gan)元(yuan)件(jian)直(zhi)接感(gan)受被(bei)測(ce)(ce)量,并輸出與被(bei)測(ce)(ce)量有(you)確定關系的物理(li)量信(xin)(xin)號;轉(zhuan)(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)將敏感(gan)元(yuan)件(jian)輸出的物理(li)量信(xin)(xin)號轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為電(dian)(dian)信(xin)(xin)號;變(bian)換(huan)電(dian)(dian)路(lu)負責對轉(zhuan)(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)輸出的電(dian)(dian)信(xin)(xin)號進行放大調制;轉(zhuan)(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)和(he)變(bian)換(huan)電(dian)(dian)路(lu)一(yi)般還(huan)需要輔助電(dian)(dian)源(yuan)供電(dian)(dian)。
常將傳(chuan)感(gan)(gan)器的功能與人類5大感(gan)(gan)覺器官相比擬:
光敏傳(chuan)感器——視覺
聲敏(min)傳(chuan)感器——聽(ting)覺
氣敏傳感器——嗅覺
化學傳感器——味覺(jue)
壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺
敏(min)感元(yuan)件的分類(lei):
物理類(lei),基于力(li)、熱、光、電、磁和聲等物理效應。
化學類,基于化學反應的原理。
生(sheng)物類(lei),基于(yu)酶、抗體、和激素等分子識別功能(neng)。
通常據其基本感(gan)(gan)知功能可分(fen)為熱敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、光敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、氣敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、力敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、磁(ci)敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、濕敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、聲敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、放射線敏(min)(min)(min)(min)(min)感(gan)(gan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)、色(se)敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)和(he)味敏(min)(min)(min)(min)(min)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)等(deng)十大類(還有(you)人曾將敏(min)(min)(min)(min)(min)感(gan)(gan)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)件(jian)(jian)分(fen)46類)。
電阻(zu)(zu)(zu)式(shi)傳感器(qi)是(shi)將被測(ce)量,如位移(yi)、形(xing)變、力(li)、加(jia)速度(du)、濕度(du)、溫(wen)度(du)等這(zhe)些物理(li)量轉換(huan)式(shi)成電阻(zu)(zu)(zu)值(zhi)這(zhe)樣的一種器(qi)件。主要有電阻(zu)(zu)(zu)應變式(shi)、壓阻(zu)(zu)(zu)式(shi)、熱電阻(zu)(zu)(zu)、熱敏、氣敏、濕敏等電阻(zu)(zu)(zu)式(shi)傳感器(qi)件。
變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣,再將采樣值(zhi)通過電(dian)纜、光(guang)纖等(deng)傳輸(shu)(shu)系(xi)統與(yu)數字量輸(shu)(shu)入二次(ci)儀表相(xiang)連(lian),數字量輸(shu)(shu)入二次(ci)儀表對電(dian)壓、電(dian)流的采樣(yang)值(zhi)進行運算(suan),可以(yi)獲取電(dian)壓有(you)效值(zhi)、電(dian)流有(you)效值(zhi)、基(ji)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓、基(ji)波(bo)(bo)(bo)電(dian)流、諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓、諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)流、有(you)功功率(lv)、基(ji)波(bo)(bo)(bo)功率(lv)、諧(xie)波(bo)(bo)(bo)功率(lv)等(deng)參數。
稱重傳感(gan)器是一(yi)種(zhong)能夠(gou)將重力(li)轉(zhuan)變為電(dian)(dian)(dian)信號的力(li)→電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)換裝置,是電(dian)(dian)(dian)子衡器的一(yi)個關鍵(jian)部件。
能夠實現力(li)→電(dian)(dian)轉換的傳感器(qi)(qi)有(you)多(duo)種,常見的有(you)電(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)(shi)、電(dian)(dian)磁力(li)式(shi)(shi)和(he)電(dian)(dian)容式(shi)(shi)等。電(dian)(dian)磁力(li)式(shi)(shi)主要用(yong)于電(dian)(dian)子天平,電(dian)(dian)容式(shi)(shi)用(yong)于部分(fen)電(dian)(dian)子吊秤,而絕大多(duo)數衡器(qi)(qi)產品所用(yong)的還是電(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)。電(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)結構較簡(jian)單,準(zhun)確度高,適用(yong)面(mian)廣,且(qie)能夠在(zai)相對(dui)比較差(cha)的環境下使用(yong)。因此電(dian)(dian)阻應變(bian)式(shi)(shi)稱重(zhong)傳感器(qi)(qi)在(zai)衡器(qi)(qi)中得到(dao)了廣泛地運用(yong)。
傳感器中的電(dian)阻應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)片(pian)具(ju)有金(jin)屬(shu)的應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying),即在外力作用(yong)下(xia)產生機械形變(bian),從而使電(dian)阻值隨之發(fa)生相應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)的變(bian)化。電(dian)阻應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)片(pian)主要有金(jin)屬(shu)和半(ban)導體(ti)兩類,金(jin)屬(shu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)片(pian)有金(jin)屬(shu)絲式、箔式、薄膜式之分(fen)。半(ban)導體(ti)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)片(pian)具(ju)有靈敏(min)度高(通常(chang)是絲式、箔式的幾十(shi)倍)、橫(heng)向效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)小等優點。
壓(ya)阻(zu)式(shi)(shi)傳感器是根據(ju)半導體(ti)(ti)材料的壓(ya)阻(zu)效(xiao)應在(zai)(zai)半導體(ti)(ti)材料的基(ji)片上經擴散(san)電阻(zu)而制成(cheng)的器件。其基(ji)片可直接(jie)作為測量(liang)傳感元(yuan)件,擴散(san)電阻(zu)在(zai)(zai)基(ji)片內接(jie)成(cheng)電橋(qiao)形式(shi)(shi)。當基(ji)片受到外力(li)作用而產(chan)生形變(bian)時(shi),各電阻(zu)值將發生變(bian)化(hua),電橋(qiao)就會(hui)產(chan)生相應的不平衡(heng)輸出。
用作壓(ya)阻(zu)式傳感(gan)器(qi)的(de)基片(或稱膜片)材料主要為(wei)硅片和(he)鍺(zang)片,硅片為(wei)敏感(gan)材料而(er)制成的(de)硅壓(ya)阻(zu)傳感(gan)器(qi)越來越受到人(ren)們的(de)重(zhong)視,尤其是以測量壓(ya)力和(he)速度的(de)固態壓(ya)阻(zu)式傳感(gan)器(qi)應用最為(wei)普(pu)遍。
熱電阻測溫(wen)(wen)是基于金屬導(dao)體的電阻值隨溫(wen)(wen)度的增加而增加這一特性來進行溫(wen)(wen)度測量的。
熱電阻(zu)大都(dou)由純金屬材料制成,應用最多的是鉑和銅,此外,已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻(zu)。
熱電(dian)(dian)阻(zu)傳感(gan)器主要(yao)(yao)是利用(yong)電(dian)(dian)阻(zu)值隨(sui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)變化而變化這一(yi)特性(xing)來(lai)測量(liang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)及(ji)與溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)有關的(de)參數。在溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)檢(jian)測精度(du)(du)要(yao)(yao)求比(bi)較(jiao)(jiao)高的(de)場合,這種傳感(gan)器比(bi)較(jiao)(jiao)適(shi)用(yong)。較(jiao)(jiao)為(wei)廣泛(fan)的(de)熱電(dian)(dian)阻(zu)材料為(wei)鉑、銅(tong)、鎳等(deng),它們具有電(dian)(dian)阻(zu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)系數大、線(xian)性(xing)好、性(xing)能(neng)穩定、使用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)范圍寬、加工容(rong)易等(deng)特點。用(yong)于測量(liang)-200℃~+500℃范圍內(nei)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。
熱電阻傳感器分類:
1、NTC熱電阻傳感器:
該類傳(chuan)感器為負(fu)溫度(du)系數傳(chuan)感器,即傳(chuan)感器阻值(zhi)隨溫度(du)的升高而(er)減(jian)小。
2、PTC熱電阻傳感器:
該類傳(chuan)感器為正(zheng)溫(wen)度(du)(du)系數(shu)傳(chuan)感器,即傳(chuan)感器阻值(zhi)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)的升高而增大。
利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光(guang)器、激光(guang)檢測(ce)(ce)器和測(ce)(ce)量電(dian)路(lu)組成。激光(guang)傳(chuan)感器是新型測(ce)(ce)量儀表,它的優點是能實現(xian)無接觸遠距離測(ce)(ce)量,速度快,精度高(gao),量程大,抗(kang)光(guang)、電(dian)干擾能力(li)強等。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)傳(chuan)感器工作時,先由激(ji)光(guang)(guang)(guang)發(fa)射(she)(she)二(er)(er)極管(guan)對準目標(biao)發(fa)射(she)(she)激(ji)光(guang)(guang)(guang)脈沖。經目標(biao)反射(she)(she)后激(ji)光(guang)(guang)(guang)向各方向散(san)射(she)(she)。部分散(san)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)返回到(dao)傳(chuan)感器接(jie)收器,被光(guang)(guang)(guang)學系統接(jie)收后成(cheng)像到(dao)雪崩(beng)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)二(er)(er)極管(guan)上。雪崩(beng)光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)二(er)(er)極管(guan)是一種內部具有(you)放大功能(neng)的(de)光(guang)(guang)(guang)學傳(chuan)感器,因此它能(neng)檢測極其(qi)微弱的(de)光(guang)(guang)(guang)信號(hao),并(bing)將其(qi)轉化為(wei)相應的(de)電(dian)(dian)信號(hao)。
利用(yong)激光(guang)的高方向性(xing)、高單色性(xing)和高亮度(du)等特(te)點(dian)可實現(xian)無接觸(chu)遠距離測量。激光(guang)傳(chuan)感器常用(yong)于(yu)長(chang)度(du)(ZLS-Px)、距離(LDM4x)、振動(ZLDS10X)、速度(du)(LDM30x)、方位等物理(li)量的測量,還可用(yong)于(yu)探傷(shang)和大(da)氣污染物的監測等。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,廣泛(fan)地應(ying)用于(yu)工業自(zi)動化(hua)技術、檢測技術及信息(xi)處理等(deng)方(fang)面(mian)。霍(huo)爾效應(ying)是研究半(ban)導體材料(liao)性能的(de)基(ji)本(ben)方(fang)法。通過霍(huo)爾效應(ying)實驗(yan)測定的(de)霍(huo)爾系數,能夠判斷半(ban)導體材料(liao)的(de)導電類型、載(zai)流(liu)子(zi)濃(nong)度及載(zai)流(liu)子(zi)遷移率(lv)等(deng)重要參(can)數。
霍(huo)爾傳感(gan)器分為(wei)線性型(xing)霍(huo)爾傳感(gan)器和開關型(xing)霍(huo)爾傳感(gan)器兩(liang)種。
1、線(xian)性型霍爾傳感器由霍爾元件、線(xian)性放大器和(he)射(she)極跟隨(sui)器組(zu)成,它輸出模(mo)擬量。
2、開(kai)關型霍爾傳感(gan)器(qi)(qi)由穩壓(ya)器(qi)(qi)、霍爾元件、差(cha)分放大(da)器(qi)(qi),斯(si)密特(te)觸發(fa)器(qi)(qi)和(he)輸(shu)出(chu)級組成,它輸(shu)出(chu)數字量(liang)。
霍爾(er)(er)電(dian)壓(ya)(ya)隨磁(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度的(de)(de)(de)變(bian)化而變(bian)化,磁(ci)場(chang)(chang)越(yue)強(qiang),電(dian)壓(ya)(ya)越(yue)高(gao),磁(ci)場(chang)(chang)越(yue)弱,電(dian)壓(ya)(ya)越(yue)低。霍爾(er)(er)電(dian)壓(ya)(ya)值很小,通常只有幾(ji)個(ge)毫伏,但經(jing)集成(cheng)電(dian)路中的(de)(de)(de)放(fang)(fang)大(da)器(qi)放(fang)(fang)大(da),就(jiu)(jiu)能(neng)使該(gai)電(dian)壓(ya)(ya)放(fang)(fang)大(da)到足以輸出較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)信號。若使霍爾(er)(er)集成(cheng)電(dian)路起傳(chuan)(chuan)感作(zuo)(zuo)用,需要(yao)用機械的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)來改變(bian)磁(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度。下圖所示的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)是用一個(ge)轉動的(de)(de)(de)葉輪作(zuo)(zuo)為控制磁(ci)通量的(de)(de)(de)開關(guan),當葉輪葉片處于磁(ci)鐵和霍爾(er)(er)集成(cheng)電(dian)路之間的(de)(de)(de)氣(qi)隙中時,磁(ci)場(chang)(chang)偏離集成(cheng)片,霍爾(er)(er)電(dian)壓(ya)(ya)消失。這樣,霍爾(er)(er)集成(cheng)電(dian)路的(de)(de)(de)輸出電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)變(bian)化,就(jiu)(jiu)能(neng)表示出葉輪驅動軸的(de)(de)(de)某一位(wei)置(zhi),利用這一工作(zuo)(zuo)原理,可將霍爾(er)(er)集成(cheng)電(dian)路片用作(zuo)(zuo)用點(dian)火正時傳(chuan)(chuan)感器(qi)。霍爾(er)(er)效應傳(chuan)(chuan)感器(qi)屬于被動型(xing)傳(chuan)(chuan)感器(qi),它要(yao)有外(wai)加電(dian)源才能(neng)工作(zuo)(zuo),這一特點(dian)使它能(neng)檢測轉速低的(de)(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(guan)溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)用(yong)于測(ce)量蒸發器(qi)(qi)和冷凝器(qi)(qi)的(de)管(guan)壁溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)。室溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)和管(guan)溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)的(de)形狀不(bu)(bu)同(tong),但溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)特(te)性(xing)基本一致。按溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)特(te)性(xing)劃分,美的(de)使(shi)用(yong)的(de)室溫(wen)(wen)(wen)管(guan)溫(wen)(wen)(wen)傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)有二種類型(xing):1.常(chang)數B值(zhi)為4100K±3%,基準電(dian)(dian)阻為25℃對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻公(gong)差(cha)(cha)約為±7%;而(er)0℃以下及55℃以上(shang),對(dui)(dui)于不(bu)(bu)同(tong)的(de)供(gong)應(ying)商,電(dian)(dian)阻公(gong)差(cha)(cha)會有一定(ding)的(de)差(cha)(cha)別。溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)高(gao),阻值(zhi)越(yue)(yue)小;溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)低,阻值(zhi)越(yue)(yue)大。離25℃越(yue)(yue)遠,對(dui)(dui)應(ying)電(dian)(dian)阻公(gong)差(cha)(cha)范(fan)圍越(yue)(yue)大。
2、排氣溫(wen)度傳(chuan)(chuan)感(gan)器:排氣溫(wen)度傳(chuan)(chuan)感(gan)器用于測量(liang)壓(ya)縮機頂部的排氣溫(wen)度,常數B值為(wei)3950K±3%,基準電阻為(wei)90℃對應電阻5KΩ±3%。
3、模(mo)塊(kuai)溫度(du)傳(chuan)感器:模(mo)塊(kuai)溫度(du)傳(chuan)感器用(yong)于測量變頻模(mo)塊(kuai)(IGBT或(huo)IPM)的溫度(du),用(yong)的感溫頭的型(xing)號(hao)是(shi)(shi)602F-3500F,基準電阻為(wei)25℃對應(ying)電阻6KΩ±1%。幾個典(dian)型(xing)溫度(du)的對應(ying)阻值分別是(shi)(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(du)傳感(gan)器(qi)的種(zhong)類很多,經常使用的有熱(re)電(dian)阻:PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱(re)電(dian)偶:B、E、J、K、S等。溫度(du)傳感(gan)器(qi)不但(dan)種(zhong)類繁(fan)多,而且組合(he)形式多樣,應根據不同(tong)的場所選(xuan)用合(he)適的產品。
測(ce)溫(wen)原理:根據電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫(wen)度不同發(fa)生有規律的變化(hua)的原理,我們(men)可以(yi)得到所需要測(ce)量的溫(wen)度值。
無線(xian)溫度(du)傳(chuan)(chuan)(chuan)感器將控(kong)制對象的溫度(du)參(can)數變成電(dian)信(xin)號,并對接收終(zhong)端發送無線(xian)信(xin)號,對系統(tong)實行檢測(ce)、調節(jie)和(he)控(kong)制。可直接安裝在一般工業熱電(dian)阻(zu)、熱電(dian)偶的接線(xian)盒內,與現場傳(chuan)(chuan)(chuan)感元件(jian)構成一體化(hua)結構。通(tong)常和(he)無線(xian)中繼(ji)、接收終(zhong)端、通(tong)信(xin)串口(kou)、電(dian)子(zi)計算機等配套使用,這樣不僅節(jie)省了(le)補償導(dao)線(xian)和(he)電(dian)纜,而且減少了(le)信(xin)號傳(chuan)(chuan)(chuan)遞失真和(he)干擾,從(cong)而獲的了(le)高精度(du)的測(ce)量結果。
無線溫(wen)度傳(chuan)(chuan)感器廣泛應(ying)用于化工、冶金、石(shi)油、電力、水處理、制藥(yao)、食(shi)品等自動(dong)化行(xing)業。例(li)如:高(gao)壓(ya)電纜上(shang)的(de)(de)溫(wen)度采集(ji);水下等惡劣環(huan)境的(de)(de)溫(wen)度采集(ji);運(yun)動(dong)物(wu)體上(shang)的(de)(de)溫(wen)度采集(ji);不易連(lian)線通過的(de)(de)空間(jian)傳(chuan)(chuan)輸傳(chuan)(chuan)感器數據(ju);單純(chun)為降低布線成本選用的(de)(de)數據(ju)采集(ji)方案;沒有交流電源的(de)(de)工作(zuo)場合的(de)(de)數據(ju)測(ce)量(liang)(liang);便攜式非固定場所數據(ju)測(ce)量(liang)(liang)。
智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協調動作,結合長期以來測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)的(de)研究和實際(ji)經驗而(er)提(ti)出來的(de)。是一(yi)個相對獨立(li)的(de)智能(neng)單(dan)元,它的(de)出現(xian)對原來硬件性能(neng)苛刻要求(qiu)有所減輕,而(er)靠軟(ruan)件幫(bang)助可以使傳(chuan)感器的(de)性能(neng)大幅度(du)提(ti)高。
1、信(xin)息存(cun)儲和傳輸——隨著全智能(neng)集散控制系統(tong)(SmartDistributedSystem)的飛速發展(zhan),對智能(neng)單元要求(qiu)具(ju)備通信(xin)功能(neng),用(yong)通信(xin)網(wang)絡以(yi)數字形式進行雙向通信(xin),這也是智能(neng)傳感(gan)器關鍵標志之一(yi)。智能(neng)傳感(gan)器通過測試(shi)(shi)數據傳輸或接收指令來實現各項(xiang)功能(neng)。如增(zeng)益的設置(zhi)、補(bu)償(chang)參數的設置(zhi)、內檢參數設置(zhi)、測試(shi)(shi)數據輸出等。
2、自補償和(he)計(ji)算功(gong)能(neng)——多年來從事傳(chuan)感(gan)(gan)器研制(zhi)的(de)工(gong)程技術人員一直為傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)溫(wen)度(du)漂(piao)移和(he)輸出非(fei)線(xian)性(xing)(xing)作大量的(de)補償工(gong)作,但都沒有從根本上解(jie)決問(wen)題。而智能(neng)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)自補償和(he)計(ji)算功(gong)能(neng)為傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)溫(wen)度(du)漂(piao)移和(he)非(fei)線(xian)性(xing)(xing)補償開辟了(le)新的(de)道路。這樣,放寬(kuan)傳(chuan)感(gan)(gan)器加工(gong)精密度(du)要求,只要能(neng)保證(zheng)傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)重(zhong)復性(xing)(xing)好,利用微處理器對(dui)(dui)測試的(de)信號通(tong)過(guo)軟件(jian)計(ji)算,采(cai)用多次擬合和(he)差(cha)值計(ji)算方法對(dui)(dui)漂(piao)移和(he)非(fei)線(xian)性(xing)(xing)進行補償,從而能(neng)獲(huo)得(de)較精確的(de)測量結果壓(ya)力傳(chuan)感(gan)(gan)器。
3、自(zi)檢(jian)(jian)、自(zi)校、自(zi)診斷(duan)功能(neng)——普(pu)通(tong)傳感器需(xu)要定期檢(jian)(jian)驗(yan)和(he)標(biao)定,以保證它(ta)在(zai)正常(chang)使用(yong)時足夠的準確度(du),這些(xie)工作一(yi)般要求將傳感器從(cong)使用(yong)現場拆卸送到實驗(yan)室(shi)或(huo)檢(jian)(jian)驗(yan)部門進行。對(dui)于在(zai)線測量傳感器出現異常(chang)則不(bu)能(neng)及(ji)時診斷(duan)。采(cai)用(yong)智能(neng)傳感器情況則大有改觀,首先自(zi)診斷(duan)功能(neng)在(zai)電源接通(tong)時進行自(zi)檢(jian)(jian),診斷(duan)測試以確定組件有無故障。其次根據使用(yong)時間(jian)可以在(zai)線進行校正,微處理器利用(yong)存在(zai)EPROM內的計量特性數據進行對(dui)比(bi)校對(dui)。
4、復(fu)合敏感(gan)(gan)功(gong)能(neng)——觀察周圍的自(zi)然現象,常見的信號(hao)有(you)聲(sheng)、光(guang)、電(dian)、熱、力(li)、化(hua)學(xue)(xue)等。敏感(gan)(gan)元件測量(liang)一般(ban)通過兩種(zhong)方式:直接(jie)和(he)間接(jie)的測量(liang)。而智能(neng)傳感(gan)(gan)器具有(you)復(fu)合功(gong)能(neng),能(neng)夠同時測量(liang)多種(zhong)物(wu)理量(liang)和(he)化(hua)學(xue)(xue)量(liang),給出能(neng)夠較全面反映物(wu)質運(yun)動規律的信息。
光(guang)(guang)(guang)敏(min)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)最常見(jian)的(de)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)之一,它的(de)種類繁(fan)多,主要有:光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)管、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)倍增管、光(guang)(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)阻、光(guang)(guang)(guang)敏(min)三(san)極(ji)管、太陽能(neng)電(dian)(dian)池、紅(hong)外(wai)線(xian)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、紫外(wai)線(xian)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)(guang)(guang)纖(xian)式光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、色彩傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、CCD和CMOS圖像傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)等。它的(de)敏(min)感(gan)(gan)(gan)波(bo)長(chang)在(zai)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)附近(jin),包(bao)括(kuo)紅(hong)外(wai)線(xian)波(bo)長(chang)和紫外(wai)線(xian)波(bo)長(chang)。光(guang)(guang)(guang)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)不只局限于對光(guang)(guang)(guang)的(de)探測,它還可(ke)以作為探測元件組成其他傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi),對許多非電(dian)(dian)量進行檢測,只要將這些(xie)非電(dian)(dian)量轉換(huan)為光(guang)(guang)(guang)信(xin)號(hao)的(de)變化即可(ke)。光(guang)(guang)(guang)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)產量最多、應(ying)用(yong)最廣的(de)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)之一,它在(zai)自動控制和非電(dian)(dian)量電(dian)(dian)測技術引中(zhong)占有非常重要的(de)地位。最簡單的(de)光(guang)(guang)(guang)敏(min)傳感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)光(guang)(guang)(guang)敏(min)電(dian)(dian)阻,當光(guang)(guang)(guang)子沖擊(ji)接合處就會(hui)產生電(dian)(dian)流。
生物傳感器的概念
生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)是用(yong)生(sheng)(sheng)物(wu)活性材料(liao)(酶、蛋白質、DNA、抗(kang)體、抗(kang)原、生(sheng)(sheng)物(wu)膜等)與(yu)物(wu)理化(hua)(hua)學換(huan)能(neng)器(qi)有(you)機結合的(de)(de)一門(men)交叉學科,是發(fa)展(zhan)生(sheng)(sheng)物(wu)技術(shu)必不可少的(de)(de)一種(zhong)先(xian)進的(de)(de)檢(jian)測方(fang)法與(yu)監控方(fang)法,也是物(wu)質分子(zi)水平的(de)(de)快速、微量(liang)分析方(fang)法。各(ge)種(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)以下共同(tong)的(de)(de)結構(gou):包括一種(zhong)或數種(zhong)相關生(sheng)(sheng)物(wu)活性材料(liao)(生(sheng)(sheng)物(wu)膜)及能(neng)把生(sheng)(sheng)物(wu)活性表(biao)(biao)達的(de)(de)信(xin)號轉換(huan)為電(dian)(dian)信(xin)號的(de)(de)物(wu)理或化(hua)(hua)學換(huan)能(neng)器(qi)(傳(chuan)感(gan)器(qi)),二者組合在一起,用(yong)現代微電(dian)(dian)子(zi)和自動化(hua)(hua)儀表(biao)(biao)技術(shu)進行生(sheng)(sheng)物(wu)信(xin)號的(de)(de)再加工(gong),構(gou)成各(ge)種(zhong)可以使用(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)分析裝置、儀器(qi)和系統。
生物傳感器的原理
待(dai)測物質(zhi)經(jing)擴散作用進(jin)入生物活性材料,經(jing)分子識別,發(fa)生生物學(xue)反(fan)應,產生的信(xin)息繼而被相應的物理或(huo)化(hua)學(xue)換能器轉變成可定量和可處理的電信(xin)號,再經(jing)二次儀表放大并輸出,便可知道(dao)待(dai)測物濃度。
生物傳感器的分類
按照其感(gan)受器(qi)中所采用的(de)生命(ming)物(wu)質分(fen)類,可分(fen)為(wei):微生物(wu)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、免疫傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、組(zu)織傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、細胞(bao)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、酶(mei)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)、DNA傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)等(deng)。
按照傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)器(qi)(qi)件檢測的原理分(fen)(fen)類,可分(fen)(fen)為:熱(re)敏(min)生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、場效應管生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、壓電(dian)(dian)生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、光(guang)學(xue)生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、聲波道生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、酶(mei)電(dian)(dian)極(ji)生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、介體生物(wu)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)等(deng)。
按照生物(wu)敏感物(wu)質相互(hu)作用的類型分(fen)類,可(ke)分(fen)為親和型和代謝型兩種。
工作原理:
視(shi)覺(jue)傳感器是指:具有從一整幅圖(tu)像捕獲光線(xian)的(de)(de)數發千計(ji)像素的(de)(de)能(neng)力,圖(tu)像的(de)(de)清晰(xi)和細膩程度(du)常(chang)用(yong)分辨率來衡量(liang),以像素數量(liang)表(biao)示。
視覺傳感器具(ju)有從一整幅圖(tu)像(xiang)捕獲光線的數(shu)以(yi)千計的像(xiang)素(su)。圖(tu)像(xiang)的清(qing)晰(xi)和(he)細膩程度通常用分(fen)辨(bian)率來衡量,以(yi)像(xiang)素(su)數(shu)量表示(shi)。
在捕獲(huo)圖像(xiang)之后,視覺(jue)傳(chuan)感(gan)(gan)器將其與內(nei)存中(zhong)存儲(chu)的(de)(de)基準(zhun)圖像(xiang)進行比較(jiao),以(yi)做出(chu)分析。例如,若視覺(jue)傳(chuan)感(gan)(gan)器被設定為辨別正確地(di)插有八顆(ke)螺(luo)栓的(de)(de)機器部件,則傳(chuan)感(gan)(gan)器知道應該拒(ju)收(shou)只(zhi)有七(qi)顆(ke)螺(luo)栓的(de)(de)部件,或者螺(luo)栓未對準(zhun)的(de)(de)部件。此外,無論該機器部件位(wei)于(yu)視場(chang)中(zhong)的(de)(de)哪個位(wei)置,無論該部件是否在360度范圍內(nei)旋轉,視覺(jue)傳(chuan)感(gan)(gan)器都能做出(chu)判(pan)斷。
應用領域:
視覺傳感器(qi)的(de)低(di)成本和易用(yong)性已吸引機器(qi)設計師(shi)和工藝(yi)工程師(shi)將其(qi)集成入各類曾經(jing)依(yi)賴人工、多個光(guang)電傳感器(qi),或根本不檢驗的(de)應(ying)用(yong)。視覺傳感器(qi)的(de)工業應(ying)用(yong)包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應(ying)用(yong)范例:
在汽車組(zu)裝廠,檢驗由機器人(ren)涂抹到車門邊框(kuang)的膠珠是否連續(xu),是否有正確的寬度;
在瓶裝廠,校驗瓶蓋是否正確密封、裝灌(guan)液位(wei)是否正確,以(yi)及在封蓋之(zhi)前沒有(you)異物掉入瓶中;
在(zai)包裝生產(chan)線(xian),確保在(zai)正(zheng)(zheng)確的(de)位置粘貼正(zheng)(zheng)確的(de)包裝標簽;
在藥品包裝(zhuang)生產線,檢(jian)驗阿斯匹林藥片的(de)泡罩式包裝(zhuang)中(zhong)是(shi)否有破(po)損或缺失(shi)的(de)藥片;
在金(jin)屬(shu)沖壓公司,以每分鐘逾(yu)150片的速度檢驗沖壓部(bu)件,比人工檢驗快13倍(bei)以上。
位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器又稱(cheng)為(wei)線(xian)(xian)性傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,把位移(yi)轉(zhuan)換為(wei)電(dian)(dian)量(liang)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器。位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器是一種(zhong)屬于金屬感(gan)(gan)應的(de)線(xian)(xian)性器件,傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)作用是把各(ge)種(zhong)被測物理(li)量(liang)轉(zhuan)換為(wei)電(dian)(dian)量(liang)它分為(wei)電(dian)(dian)感(gan)(gan)式位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,電(dian)(dian)容式位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,光電(dian)(dian)式位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,超聲波式位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器,霍爾式位移(yi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器。
在這(zhe)種(zhong)(zhong)轉(zhuan)換(huan)(huan)過程中(zhong)有許多物理量(例如壓力、流(liu)量、加(jia)速度等)常(chang)常(chang)需要先變(bian)換(huan)(huan)為(wei)(wei)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi),然后再將位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)變(bian)換(huan)(huan)成電量。因此位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)是一(yi)類重(zhong)要的(de)(de)(de)基(ji)本傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)。在生(sheng)產過程中(zhong),位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量一(yi)般分為(wei)(wei)測(ce)(ce)量實物尺寸(cun)和機(ji)(ji)械位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)兩(liang)種(zhong)(zhong)。機(ji)(ji)械位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)包(bao)括(kuo)線位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)和角位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)。按(an)被(bei)測(ce)(ce)變(bian)量變(bian)換(huan)(huan)的(de)(de)(de)形式(shi)不同(tong),位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)可分為(wei)(wei)模(mo)擬(ni)式(shi)和數(shu)(shu)字式(shi)兩(liang)種(zhong)(zhong)。模(mo)擬(ni)式(shi)又可分為(wei)(wei)物性型(xing)(如自發電式(shi))和結(jie)構(gou)型(xing)兩(liang)種(zhong)(zhong)。常(chang)用(yong)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)以模(mo)擬(ni)式(shi)結(jie)構(gou)型(xing)居多,包(bao)括(kuo)電位(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)(qi)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、電感(gan)(gan)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、自整(zheng)角機(ji)(ji)、電容式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、電渦流(liu)式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、霍爾式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)等。數(shu)(shu)字式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)一(yi)個重(zhong)要優點是便于將信號直接送(song)入計算機(ji)(ji)系統(tong)。這(zhe)種(zhong)(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)發展迅速,應用(yong)日益廣泛。
壓力傳(chuan)感器(qi)引(yin)是工(gong)業(ye)實踐中最為常(chang)用的一(yi)種傳(chuan)感器(qi),其廣泛應(ying)用于各種工(gong)業(ye)自(zi)控環境,涉及水(shui)利(li)水(shui)電(dian)、鐵路交通、智能建筑、生產自(zi)控、航空航天、軍工(gong)、石化、油井、電(dian)力、船舶(bo)、機床、管(guan)道(dao)等(deng)眾多行業(ye)。
超聲(sheng)波(bo)測(ce)距(ju)離傳(chuan)(chuan)感器采(cai)用(yong)超聲(sheng)波(bo)回(hui)波(bo)測(ce)距(ju)原理,運用(yong)精確(que)的(de)時差測(ce)量技術,檢(jian)(jian)測(ce)傳(chuan)(chuan)感器與目標物(wu)之間的(de)距(ju)離,采(cai)用(yong)小(xiao)角(jiao)度,小(xiao)盲區(qu)超聲(sheng)波(bo)傳(chuan)(chuan)感器,具有(you)測(ce)量準(zhun)確(que),無接觸(chu),防水(shui),防腐(fu)蝕,低成本等優點,可應(ying)于液位(wei),物(wu)位(wei)檢(jian)(jian)測(ce),特(te)有(you)的(de)液位(wei),料位(wei)檢(jian)(jian)測(ce)方式,可保證在液面(mian)有(you)泡(pao)沫或(huo)大(da)的(de)晃(huang)動,不易檢(jian)(jian)測(ce)到回(hui)波(bo)的(de)情況下有(you)穩定的(de)輸(shu)出(chu),應(ying)用(yong)行業(ye):液位(wei),物(wu)位(wei),料位(wei)檢(jian)(jian)測(ce),工(gong)業(ye)過程控(kong)制等。
24GHz雷達傳感器采用高頻微波來測量物體運動速度、距離、運動方(fang)向、方(fang)位(wei)角度(du)信息,采用平面(mian)微帶天線設計,具(ju)有(you)體積小、質量輕、靈敏度(du)高(gao)、穩定強等(deng)(deng)特點,廣泛運(yun)用于智能(neng)交通(tong)、工業(ye)控制、安防、體育運(yun)動、智能(neng)家居等(deng)(deng)行業(ye)。工業(ye)和信息化部2012年11月(yue)19日正式發布了《工業(ye)和信息化部關于發布24GHz頻(pin)段短(duan)距離車載雷達設備使(shi)用頻(pin)率的通(tong)知》(工信部無〔2012〕548號),明確提出24GHz頻(pin)段短(duan)距離車載雷達設備作為車載雷達設備的規范。
一(yi)(yi)體(ti)化溫度傳感器(qi)一(yi)(yi)般由測溫探(tan)頭(tou)(熱(re)(re)電(dian)(dian)偶或(huo)熱(re)(re)電(dian)(dian)阻傳感器(qi))和兩線制固(gu)(gu)體(ti)電(dian)(dian)子單(dan)元組成。采用固(gu)(gu)體(ti)模(mo)塊形(xing)式將測溫探(tan)頭(tou)直接(jie)(jie)安裝在接(jie)(jie)線盒(he)內,從(cong)而形(xing)成一(yi)(yi)體(ti)化的傳感器(qi)。一(yi)(yi)體(ti)化溫度傳感器(qi)一(yi)(yi)般分為熱(re)(re)電(dian)(dian)阻和熱(re)(re)電(dian)(dian)偶型兩種類型。
熱電(dian)(dian)阻(zu)溫(wen)(wen)度(du)(du)傳感器是由基準單元(yuan)(yuan)、R/V轉(zhuan)(zhuan)換單元(yuan)(yuan)、線性電(dian)(dian)路(lu)、反接保(bao)護(hu)、限流保(bao)護(hu)、V/I轉(zhuan)(zhuan)換單元(yuan)(yuan)等組(zu)成。測(ce)溫(wen)(wen)熱電(dian)(dian)阻(zu)信號(hao)轉(zhuan)(zhuan)換放大后(hou),再由線性電(dian)(dian)路(lu)對溫(wen)(wen)度(du)(du)與電(dian)(dian)阻(zu)的(de)非線性關(guan)系(xi)進行補(bu)償,經V/I轉(zhuan)(zhuan)換電(dian)(dian)路(lu)后(hou)輸出一(yi)個與被測(ce)溫(wen)(wen)度(du)(du)成線性關(guan)系(xi)的(de)4~20mA的(de)恒流信號(hao)。
熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)溫度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)一(yi)般由基準源、冷(leng)端補償、放大(da)(da)單元、線(xian)(xian)性(xing)化處(chu)理、V/I轉(zhuan)換、斷(duan)偶(ou)處(chu)理、反(fan)接(jie)保(bao)護(hu)、限(xian)流(liu)(liu)保(bao)護(hu)等(deng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路單元組成(cheng)。它是將(jiang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)產生(sheng)的(de)熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢經冷(leng)端補償放大(da)(da)后,再(zai)帽由線(xian)(xian)性(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路消除熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢與溫度(du)的(de)非線(xian)(xian)性(xing)誤差,最后放大(da)(da)轉(zhuan)換為(wei)4~20mA電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)輸(shu)出(chu)信號(hao)(hao)。為(wei)防(fang)止熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)測量中由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)斷(duan)絲而使控(kong)溫失效造成(cheng)事故,傳(chuan)感(gan)器(qi)中還設有斷(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)保(bao)護(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路。當熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶(ou)斷(duan)絲或接(jie)解不(bu)良時,傳(chuan)感(gan)器(qi)會輸(shu)出(chu)最大(da)(da)值(28mA)以使儀表(biao)切(qie)斷(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源。一(yi)體(ti)(ti)化溫度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)具有結構簡單、節省引線(xian)(xian)、輸(shu)出(chu)信號(hao)(hao)大(da)(da)、抗干擾能力(li)強、線(xian)(xian)性(xing)好、顯示儀表(biao)簡單、固(gu)體(ti)(ti)模塊抗震防(fang)潮、有反(fan)接(jie)保(bao)護(hu)和限(xian)流(liu)(liu)保(bao)護(hu)、工作可(ke)(ke)靠等(deng)優(you)點。一(yi)體(ti)(ti)化溫度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)為(wei)統(tong)一(yi)的(de)4~20mA信號(hao)(hao);可(ke)(ke)與微機系統(tong)或其(qi)它常規(gui)儀表(biao)匹配使用(yong)(yong)。也可(ke)(ke)用(yong)(yong)戶要求做成(cheng)防(fang)爆型或防(fang)火型測量儀表(biao)。
1、浮球式液位傳感器
浮(fu)(fu)球式(shi)液位傳感器(qi)由磁性浮(fu)(fu)球、測量導(dao)管、信號單元、電子(zi)單元、接線盒及安裝件組(zu)成。
一般磁(ci)性浮球的(de)比(bi)重小于0.5,可(ke)漂于液(ye)面之上并沿測量導管上下移動(dong)。導管內(nei)裝有測量元件,它(ta)可(ke)以(yi)在外磁(ci)作(zuo)用下將被(bei)(bei)測液(ye)位信號(hao)轉(zhuan)換成(cheng)正比(bi)于液(ye)位變(bian)化的(de)電(dian)阻信號(hao),并將電(dian)子單(dan)元轉(zhuan)換成(cheng)4~20mA或其它(ta)標準信號(hao)輸出。該傳感器為(wei)模塊電(dian)路(lu)(lu),具有耐酸、防潮、防震、防腐(fu)蝕等優點,電(dian)路(lu)(lu)內(nei)部(bu)含有恒流反饋電(dian)路(lu)(lu)和(he)內(nei)保護(hu)電(dian)路(lu)(lu),可(ke)使(shi)輸出最大(da)電(dian)流不超過28mA,因而能夠可(ke)靠地保護(hu)電(dian)源并使(shi)二(er)次儀表不被(bei)(bei)損壞(huai)。
2、浮筒式(shi)液位傳感器(qi)
浮(fu)(fu)筒式(shi)液位(wei)傳感(gan)器是(shi)將磁性(xing)浮(fu)(fu)球(qiu)改為浮(fu)(fu)筒,它是(shi)根據(ju)阿(a)基米德浮(fu)(fu)力原理設計的。浮(fu)(fu)筒式(shi)液位(wei)傳感(gan)器是(shi)利(li)用微小的金屬(shu)膜應(ying)變傳感(gan)技術來(lai)測量液體的液位(wei)、界位(wei)或密度的。它在工(gong)作(zuo)時可以(yi)通過(guo)現(xian)場按鍵來(lai)進行常規的設定操(cao)作(zuo)。
3、靜(jing)壓或液位傳感(gan)器
該(gai)傳感器利用液體靜(jing)壓力的測量原理工作。它一般選(xuan)用硅(gui)壓力測壓傳感器將(jiang)測量到的壓力轉換成(cheng)電(dian)(dian)信號(hao),再經放大(da)電(dian)(dian)路(lu)放大(da)和補償電(dian)(dian)路(lu)補償,最后以4~20mA或0~10mA電(dian)(dian)流(liu)方式輸(shu)出(chu)。
真空度傳感(gan)(gan)器,采用(yong)先進的(de)(de)硅(gui)微機械加工技(ji)術(shu)生產,以集成硅(gui)壓阻力(li)(li)敏元(yuan)件作為傳感(gan)(gan)器的(de)(de)核心元(yuan)件制(zhi)成的(de)(de)絕(jue)對壓力(li)(li)變(bian)送器,由于(yu)采用(yong)硅(gui)-硅(gui)直接鍵(jian)合或硅(gui)-派勒克斯玻璃靜電鍵(jian)合形成的(de)(de)真空參考壓力(li)(li)腔,及(ji)一系列無應力(li)(li)封裝技(ji)術(shu)及(ji)精密(mi)溫度補償(chang)技(ji)術(shu),因而具有穩定性優良、精度高的(de)(de)突出優點,適用(yong)于(yu)各種情況下絕(jue)對壓力(li)(li)的(de)(de)測量(liang)與(yu)控制(zhi)。
特點及用途
采用低量(liang)程芯片(pian)真空絕壓封(feng)裝,產品具(ju)有(you)(you)高(gao)的過載(zai)能力。芯片(pian)采用真空充注(zhu)硅油隔離(li),不(bu)銹鋼(gang)薄膜過渡傳遞(di)壓力,具(ju)有(you)(you)優良(liang)的介質兼容性,適用于對(dui)316L不(bu)銹鋼(gang)不(bu)腐蝕(shi)的絕大多數氣液體介質真空壓力的測量(liang)。真空度(du)傳染其應用于各(ge)種(zhong)工業環境(jing)的低真空測量(liang)與控制(zhi)。
電(dian)(dian)容式物位傳感器適用于工業企(qi)業在生(sheng)產過程中進行測量和控制生(sheng)產過程,主(zhu)要(yao)用作(zuo)類導電(dian)(dian)與非(fei)導電(dian)(dian)介(jie)質的(de)液(ye)(ye)體液(ye)(ye)位或粉粒狀(zhuang)固體料位的(de)遠距離連續測量和指示。
電(dian)(dian)容(rong)式液位(wei)傳(chuan)感器(qi)(qi)由電(dian)(dian)容(rong)式傳(chuan)感器(qi)(qi)與電(dian)(dian)子(zi)模(mo)塊電(dian)(dian)路(lu)組(zu)成,它以兩線制4~20mA恒(heng)定電(dian)(dian)流輸出為基型,經過(guo)轉(zhuan)換(huan),可(ke)以用(yong)三線或四(si)線方式輸出,輸出信(xin)號(hao)形(xing)(xing)成為1~5V、0~5V、0~10mA等(deng)標準信(xin)號(hao)。電(dian)(dian)容(rong)傳(chuan)感器(qi)(qi)由絕緣(yuan)電(dian)(dian)極和裝(zhuang)有測量(liang)(liang)介(jie)質的(de)圓(yuan)柱形(xing)(xing)金屬容(rong)器(qi)(qi)組(zu)成。當料位(wei)上升時,因非導電(dian)(dian)物料的(de)介(jie)電(dian)(dian)常(chang)數明顯(xian)小(xiao)于空氣的(de)介(jie)電(dian)(dian)常(chang)數,所(suo)以電(dian)(dian)容(rong)量(liang)(liang)隨(sui)著物料高度(du)的(de)變化(hua)而變化(hua)。傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)模(mo)塊電(dian)(dian)路(lu)由基準源(yuan)、脈寬(kuan)調(diao)制、轉(zhuan)換(huan)、恒(heng)流放大、反饋(kui)和限流等(deng)單元(yuan)組(zu)成。采用(yong)脈寬(kuan)調(diao)特原理(li)進行測量(liang)(liang)的(de)優點是(shi)頻(pin)率較低,對周圍元(yuan)射頻(pin)干(gan)擾、穩定性(xing)好、線性(xing)好、無明顯(xian)溫度(du)漂移等(deng)。
銻(ti)(ti)電(dian)極酸度(du)傳感器是集PH檢測(ce)(ce)、自(zi)動(dong)清洗(xi)、電(dian)信號(hao)轉換為一(yi)體的(de)(de)工業在線(xian)分析儀表(biao),它是由(you)銻(ti)(ti)電(dian)極與參考電(dian)極組成(cheng)的(de)(de)PH值測(ce)(ce)量系統。在被測(ce)(ce)酸性溶(rong)液(ye)中(zhong),由(you)于銻(ti)(ti)電(dian)極表(biao)面會(hui)生成(cheng)三(san)氧(yang)化二(er)銻(ti)(ti)氧(yang)化層,這樣(yang)在金屬銻(ti)(ti)面與三(san)氧(yang)化二(er)銻(ti)(ti)之間會(hui)形成(cheng)電(dian)位差。該電(dian)位差的(de)(de)大小取決于三(san)所(suo)氧(yang)化二(er)銻(ti)(ti)的(de)(de)濃度(du),該濃度(du)與被測(ce)(ce)酸性溶(rong)液(ye)中(zhong)氫(qing)離子的(de)(de)適度(du)相對應。如果把銻(ti)(ti)、三(san)氧(yang)化二(er)銻(ti)(ti)和水溶(rong)液(ye)的(de)(de)適度(du)都當作(zuo)1,其電(dian)極電(dian)位就可用(yong)能斯特公式計算出來(lai)。
銻電極酸(suan)度(du)傳感器(qi)中的(de)(de)固體(ti)模塊電路(lu)由兩大部分組成。為(wei)了現場(chang)作(zuo)用(yong)的(de)(de)安全(quan)起見,電源(yuan)(yuan)部分采用(yong)交流(liu)(liu)24V為(wei)二(er)次(ci)儀表供電。這一電源(yuan)(yuan)除(chu)為(wei)清洗電機提供驅動(dong)電源(yuan)(yuan)外,還應通過(guo)電流(liu)(liu)轉(zhuan)換單元(yuan)轉(zhuan)換成相(xiang)應的(de)(de)直流(liu)(liu)電壓,以(yi)供變送電路(lu)使用(yong)。第二(er)部分是測量傳感器(qi)電路(lu),它把來自傳感器(qi)的(de)(de)基(ji)準信(xin)號和(he)PH酸(suan)度(du)信(xin)號經放(fang)(fang)大后送給斜率調整(zheng)和(he)定位調整(zheng)電路(lu),以(yi)使信(xin)號內阻降低并可調節。將放(fang)(fang)大后的(de)(de)PH信(xin)號與溫度(du)被償信(xin)號進(jin)行迭加后再差進(jin)轉(zhuan)換電路(lu),最后輸出與PH值相(xiang)對應的(de)(de)4~20mA恒流(liu)(liu)電流(liu)(liu)信(xin)號給二(er)次(ci)儀表以(yi)完(wan)成顯示并控制PH值。
酸(suan)、堿、鹽濃度傳感器通過(guo)測量(liang)溶液電導(dao)值來(lai)確定濃度。它可(ke)以在線連續檢(jian)測工(gong)業(ye)過(guo)程中酸(suan)、堿、鹽在水溶液中的濃度含量(liang)。這種傳感器主(zhu)要應用于鍋爐給水處理、化(hua)工(gong)溶液的配制以及環保(bao)等工(gong)業(ye)生產過(guo)程。
酸、堿(jian)、鹽濃(nong)(nong)度(du)傳感器(qi)的(de)工作原理是:在一定的(de)范圍內(nei),酸堿(jian)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)濃(nong)(nong)度(du)與其電(dian)導率(lv)的(de)大(da)小(xiao)(xiao)成(cheng)比例。因(yin)而(er),只要(yao)測出(chu)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)電(dian)導率(lv)的(de)大(da)小(xiao)(xiao)變(bian)可(ke)得知酸堿(jian)濃(nong)(nong)度(du)的(de)高低。當被測溶(rong)(rong)(rong)液(ye)流入專用電(dian)導池時,如(ru)果忽略電(dian)極極化和分布(bu)電(dian)容,則可(ke)以等效為一個純電(dian)阻。在有恒壓交變(bian)電(dian)流流過時,其輸出(chu)電(dian)流與電(dian)導率(lv)成(cheng)線性關系,而(er)電(dian)導率(lv)又與溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中酸、堿(jian)濃(nong)(nong)度(du)成(cheng)比例關系。因(yin)此(ci)只要(yao)測出(chu)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)電(dian)流,便可(ke)算出(chu)酸、堿(jian)、鹽的(de)濃(nong)(nong)度(du)。
酸(suan)、堿、鹽濃度傳感器主要(yao)由電導池、電子模(mo)塊、顯示表(biao)頭和殼(ke)體組(zu)成。電子模(mo)塊電路則由激勵(li)電源、電導池、電導放大器、相(xiang)敏整(zheng)流(liu)器、解(jie)調器、溫度補償、過載保(bao)護(hu)和電流(liu)轉(zhuan)換等(deng)單元組(zu)成。
它是(shi)通(tong)過測(ce)(ce)量溶液(ye)的電(dian)(dian)導值來間接測(ce)(ce)量離子濃(nong)度的流程儀表(biao)(一體化傳感器),可在(zai)線連續檢測(ce)(ce)工業(ye)過程中水溶液(ye)的電(dian)(dian)導率。
由于電(dian)解(jie)質(zhi)溶(rong)(rong)液與金屬導(dao)(dao)(dao)(dao)體一樣的電(dian)的良導(dao)(dao)(dao)(dao)體,因此(ci)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)(liu)過(guo)電(dian)解(jie)質(zhi)溶(rong)(rong)液時必有電(dian)阻(zu)作用,且符(fu)合歐姆定律。但(dan)液體的電(dian)阻(zu)溫(wen)度特性(xing)與金屬導(dao)(dao)(dao)(dao)體相(xiang)反,具(ju)有負向(xiang)溫(wen)度特性(xing)。為區別于金屬導(dao)(dao)(dao)(dao)體,電(dian)解(jie)質(zhi)溶(rong)(rong)液的導(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)能力用電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)(電(dian)阻(zu)的倒數)或電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)(電(dian)阻(zu)率(lv)的倒數)來表示。當兩個(ge)互相(xiang)絕緣(yuan)的電(dian)極組成電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)池時,若在其(qi)中間放置待(dai)(dai)測(ce)溶(rong)(rong)液,并通以恒壓(ya)交(jiao)變電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),就(jiu)(jiu)形成了(le)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)回路(lu)。如果將電(dian)壓(ya)大小(xiao)和(he)電(dian)極尺(chi)寸固定,則回路(lu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)與電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)就(jiu)(jiu)存在一定的函數關系。這樣,測(ce)了(le)待(dai)(dai)測(ce)溶(rong)(rong)液中流(liu)(liu)(liu)(liu)過(guo)的電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu),就(jiu)(jiu)能測(ce)出(chu)待(dai)(dai)測(ce)溶(rong)(rong)液的電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)率(lv)。電(dian)導(dao)(dao)(dao)(dao)傳感器的結構和(he)電(dian)路(lu)與酸、堿、鹽(yan)濃度傳感器相(xiang)同。
壓力敏(min)和力敏(min)傳感器(qi)(qi)(qi)、位(wei)置傳感器(qi)(qi)(qi)、液位(wei)傳感器(qi)(qi)(qi)、能耗傳感器(qi)(qi)(qi)、速度(du)傳感器(qi)(qi)(qi)、加(jia)速度(du)傳感器(qi)(qi)(qi)、射線輻射傳感器(qi)(qi)(qi)、熱敏(min)傳感器(qi)(qi)(qi)。
振(zhen)動(dong)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、濕敏傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、磁敏傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、氣敏傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、真空(kong)度傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)。
模擬傳感器:將被(bei)測量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字傳(chuan)感器:將被測量的非電學量轉換成數字輸出(chu)信號(包括直(zhi)接和間接轉換)。
膺數字傳感器(qi):將被測量的信(xin)號量轉(zhuan)換成頻(pin)率信(xin)號或短周期(qi)信(xin)號的輸出(包括(kuo)直接或間接轉(zhuan)換)。
開關傳感器(qi):當一(yi)個被測量的信號達到某(mou)個特(te)定的閾值時,傳感器(qi)相(xiang)應(ying)地輸出一(yi)個設定的低電平或高(gao)電平信號。
集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)傳感(gan)器是用標(biao)準的生產硅(gui)基半(ban)導體集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電路的工藝技術(shu)制造的。
通常還將用于(yu)初步處(chu)理被測信(xin)號的部分電路也集成在同一芯片上。
薄膜傳(chuan)感(gan)(gan)器則是(shi)通過沉積(ji)在(zai)介質襯底(基板(ban))上(shang)的,相應敏感(gan)(gan)材(cai)料的薄膜形成的。使用混合工(gong)藝時,同樣可將部分電(dian)路制造在(zai)此基板(ban)上(shang)。
厚(hou)膜傳感(gan)器(qi)是利用相應材料(liao)的漿料(liao),涂覆在陶瓷基(ji)片上制成的,基(ji)片通常是Al2O3制成的,然后進行(xing)熱處理,使厚(hou)膜成形。
陶(tao)瓷傳感器采用標準(zhun)的(de)陶(tao)瓷工藝(yi)或其某(mou)種變(bian)種工藝(yi)(溶(rong)膠、凝(ning)膠等)生產。
完(wan)成適當(dang)的(de)預備性(xing)操作之(zhi)后,已成形的(de)元(yuan)件在高溫中進行燒結。厚(hou)膜和(he)陶瓷傳(chuan)感器這(zhe)二種(zhong)工(gong)藝(yi)之(zhi)間有許多共同特性(xing),在某(mou)些方面(mian),可(ke)以(yi)認(ren)為厚(hou)膜工(gong)藝(yi)是陶瓷工(gong)藝(yi)的(de)一種(zhong)變型。
每種工藝技術都有自己的(de)優點(dian)和(he)不足(zu)。由于研究、開發和(he)生產所需的(de)資本投入(ru)較(jiao)低,以(yi)及傳感器參數(shu)的(de)高穩定(ding)性等原因,采用陶瓷和(he)厚膜傳感器比較(jiao)合理。
物理型傳(chuan)感器是利用被測(ce)量物質的某些物理性質發生明顯(xian)變(bian)化的特(te)性制(zhi)成的。
化(hua)(hua)學型傳感(gan)器是利用能把化(hua)(hua)學物質的成(cheng)分、濃度等化(hua)(hua)學量(liang)轉化(hua)(hua)成(cheng)電學量(liang)的敏感(gan)元件制成(cheng)的。
生(sheng)物型傳(chuan)感器是利用各種生(sheng)物或生(sheng)物物質的特性做(zuo)成的,用以檢測與識別(bie)生(sheng)物體(ti)內化學(xue)成分的傳(chuan)感器。
基(ji)本(ben)型傳感器:是(shi)一種最基(ji)本(ben)的單個(ge)變換裝置(zhi)。
組(zu)(zu)合型傳感器:是由不同單個變(bian)換裝置組(zu)(zu)合而構成的傳感器。
應用型傳感(gan)器(qi):是基本(ben)型傳感(gan)器(qi)或組合型傳感(gan)器(qi)與(yu)其他(ta)機構(gou)(gou)組合而構(gou)(gou)成的傳感(gan)器(qi)。
按作(zuo)用形式可分為(wei)主動(dong)(dong)型和被(bei)動(dong)(dong)型傳感(gan)器。
主動型(xing)傳(chuan)感器又有(you)作(zuo)用(yong)(yong)型(xing)和反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)型(xing),此種傳(chuan)感器對(dui)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)能(neng)發出一定(ding)探測(ce)信(xin)號(hao)(hao),能(neng)檢測(ce)探測(ce)信(xin)號(hao)(hao)在被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)中所產(chan)生的變化,或者由探測(ce)信(xin)號(hao)(hao)在被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)中產(chan)生某種效(xiao)應(ying)而形成(cheng)信(xin)號(hao)(hao)。檢測(ce)探測(ce)信(xin)號(hao)(hao)變化方式(shi)的稱為作(zuo)用(yong)(yong)型(xing),檢測(ce)產(chan)生響應(ying)而形成(cheng)信(xin)號(hao)(hao)方式(shi)的稱為反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)型(xing)。雷達(da)與無線電頻率(lv)范圍探測(ce)器是作(zuo)用(yong)(yong)型(xing)實(shi)例,而光聲效(xiao)應(ying)分析(xi)裝置與激(ji)光分析(xi)器是反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)型(xing)實(shi)例。
被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的(de)信號,如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
傳感(gan)器的靜態(tai)特(te)(te)性(xing)是(shi)指對靜態(tai)的輸(shu)入(ru)信號(hao),傳感(gan)器的輸(shu)出量(liang)(liang)與輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)之間所具(ju)有相(xiang)互(hu)關(guan)系。因為這(zhe)時輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)和(he)輸(shu)出量(liang)(liang)都和(he)時間無關(guan),所以它(ta)們之間的關(guan)系,即傳感(gan)器的靜態(tai)特(te)(te)性(xing)可用一個不含時間變量(liang)(liang)的代數(shu)方程,或以輸(shu)入(ru)量(liang)(liang)作橫坐標(biao),把與其(qi)對應的輸(shu)出量(liang)(liang)作縱坐標(biao)而畫出的特(te)(te)性(xing)曲(qu)線(xian)來描述。表征傳感(gan)器靜態(tai)特(te)(te)性(xing)的主要(yao)參數(shu)有:線(xian)性(xing)度、靈敏度、遲滯、重(zhong)復性(xing)、漂移等。
1.線性度:指(zhi)傳(chuan)感(gan)器輸出(chu)量(liang)與(yu)(yu)輸入量(liang)之間(jian)的(de)實際關系曲線偏離擬(ni)(ni)合直線的(de)程(cheng)度。定義為在(zai)全量(liang)程(cheng)范圍內實際特性曲線與(yu)(yu)擬(ni)(ni)合直線之間(jian)的(de)最(zui)大偏差值(zhi)與(yu)(yu)滿量(liang)程(cheng)輸出(chu)值(zhi)之比(bi)。
2.靈敏(min)度:靈敏(min)度是傳感器(qi)靜態(tai)特性的(de)一個重要指(zhi)標(biao)。其定義為輸出量(liang)的(de)增量(liang)與引(yin)起(qi)該增量(liang)的(de)相應(ying)輸入量(liang)增量(liang)之(zhi)比。用(yong)S表(biao)示靈敏(min)度。
3.遲滯:傳感(gan)器在輸(shu)(shu)入(ru)量由小(xiao)到大(da)(正(zheng)行程)及(ji)輸(shu)(shu)入(ru)量由大(da)到小(xiao)(反行程)變化期(qi)間其輸(shu)(shu)入(ru)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)特性曲線不(bu)重(zhong)合(he)的現象成為遲滯。對于同一大(da)小(xiao)的輸(shu)(shu)入(ru)信號(hao),傳感(gan)器的正(zheng)反行程輸(shu)(shu)出(chu)(chu)信號(hao)大(da)小(xiao)不(bu)相(xiang)等,這個差(cha)值稱為遲滯差(cha)值。
4.重復性(xing)(xing):重復性(xing)(xing)是指傳感器在輸(shu)入量(liang)按同一方向作全量(liang)程(cheng)(cheng)連續多(duo)次變化時,所得特性(xing)(xing)曲(qu)線不一致的程(cheng)(cheng)度。
5.漂(piao)移:傳(chuan)感器(qi)的漂(piao)移是指在輸入量不變的情況下,傳(chuan)感器(qi)輸出量隨(sui)著(zhu)時間(jian)變化,此現象稱為漂(piao)移。產生(sheng)漂(piao)移的原因有兩個方面:一是傳(chuan)感器(qi)自(zi)身結構參數;二是周圍環境(如溫(wen)度(du)、濕度(du)等)。
6.分辨力:當傳感(gan)器的輸(shu)入從非零值緩慢(man)增(zeng)加時,在超(chao)過某一增(zeng)量(liang)后輸(shu)出(chu)發生(sheng)可觀測的變化(hua),這個輸(shu)入增(zeng)量(liang)稱傳感(gan)器的分辨力,即最小輸(shu)入增(zeng)量(liang)。
7.閾值(zhi):當傳感器(qi)的(de)(de)輸(shu)入從(cong)零值(zhi)開(kai)始緩(huan)慢增加(jia)時,在達到某(mou)一值(zhi)后輸(shu)出(chu)發生可(ke)觀測的(de)(de)變(bian)化,這(zhe)個輸(shu)入值(zhi)稱傳感器(qi)的(de)(de)閾值(zhi)電壓。
所謂(wei)動態特(te)性,是(shi)指傳(chuan)感器在輸(shu)(shu)入(ru)(ru)變化時,它(ta)的輸(shu)(shu)出(chu)的特(te)性。在實(shi)際工(gong)作(zuo)中,傳(chuan)感器的動態特(te)性常用(yong)它(ta)對(dui)某些標準(zhun)(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)的響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)來表示(shi)。這是(shi)因為傳(chuan)感器對(dui)標準(zhun)(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)的響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)容易用(yong)實(shi)驗方法求(qiu)得,并(bing)且它(ta)對(dui)標準(zhun)(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)的響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)與它(ta)對(dui)任意輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)的響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)之間存在一定的關系,往往知道了前者就能推定后者。最常用(yong)的標準(zhun)(zhun)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)有(you)階躍信(xin)(xin)號(hao)和(he)(he)正弦信(xin)(xin)號(hao)兩種,所以傳(chuan)感器的動態特(te)性也常用(yong)階躍響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)和(he)(he)頻(pin)率響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)來表示(shi)。
通常(chang)(chang)情況下(xia),傳感(gan)器(qi)的實際靜態特性(xing)輸出是條曲(qu)線(xian)而非(fei)直線(xian)。在(zai)實際工(gong)作(zuo)中(zhong),為使儀表(biao)具有均勻刻度的讀數,常(chang)(chang)用一條擬合直線(xian)近似(si)地(di)代表(biao)實際的特性(xing)曲(qu)線(xian)、線(xian)性(xing)度(非(fei)線(xian)性(xing)誤差)就(jiu)是這個(ge)近似(si)程度的一個(ge)性(xing)能指標。
擬(ni)(ni)(ni)合(he)(he)直線的(de)選取有多種方(fang)法。如(ru)將(jiang)(jiang)零輸入和(he)滿(man)量(liang)程輸出點(dian)相連的(de)理論直線作(zuo)(zuo)為(wei)擬(ni)(ni)(ni)合(he)(he)直線;或將(jiang)(jiang)與(yu)特性(xing)曲線上各點(dian)偏差(cha)的(de)平方(fang)和(he)為(wei)最小的(de)理論直線作(zuo)(zuo)為(wei)擬(ni)(ni)(ni)合(he)(he)直線,此(ci)擬(ni)(ni)(ni)合(he)(he)直線稱為(wei)最小二乘法擬(ni)(ni)(ni)合(he)(he)直線。
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸(shu)出量(liang)(liang)變化△y對輸(shu)入量(liang)(liang)變化△x的比值。
它(ta)(ta)是輸出一輸入(ru)(ru)特(te)性曲線(xian)的(de)斜率。如果傳(chuan)感器的(de)輸出和輸入(ru)(ru)之間顯線(xian)性關系,則靈敏度S是一個常數(shu)。否則,它(ta)(ta)將(jiang)隨輸入(ru)(ru)量的(de)變化而變化。
靈敏度的量綱(gang)是輸(shu)出、輸(shu)入量的量綱(gang)之比。例如,某位移(yi)傳(chuan)感器,在位移(yi)變(bian)化(hua)(hua)1mm時,輸(shu)出電壓變(bian)化(hua)(hua)為(wei)200mV,則(ze)其靈敏度應(ying)表示為(wei)200mV/mm。
當傳感器(qi)的輸出(chu)、輸入(ru)量(liang)(liang)的量(liang)(liang)綱(gang)相同時,靈敏度可(ke)理解(jie)為(wei)放大倍數。
提高靈敏度,可得到(dao)較高的(de)測量(liang)(liang)精度。但靈敏度愈(yu)高,測量(liang)(liang)范圍愈(yu)窄,穩定性也往(wang)往(wang)愈(yu)差。
分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)是(shi)指傳(chuan)感器可感受到的(de)被(bei)測量(liang)的(de)最小變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)能(neng)力(li)。也就(jiu)是(shi)說,如果輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)從某一非零值(zhi)緩慢地變(bian)化(hua)(hua)(hua)。當(dang)輸(shu)(shu)入(ru)變(bian)化(hua)(hua)(hua)值(zhi)未超過(guo)某一數值(zhi)時(shi),傳(chuan)感器的(de)輸(shu)(shu)出(chu)不會(hui)發(fa)生變(bian)化(hua)(hua)(hua),即傳(chuan)感器對(dui)此輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)是(shi)分(fen)辨(bian)不出(chu)來的(de)。只(zhi)有當(dang)輸(shu)(shu)入(ru)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)超過(guo)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)時(shi),其輸(shu)(shu)出(chu)才會(hui)發(fa)生變(bian)化(hua)(hua)(hua)。
通(tong)常(chang)傳感器(qi)在滿量(liang)(liang)程(cheng)范(fan)圍內各點(dian)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)并不相同,因(yin)此常(chang)用(yong)(yong)滿量(liang)(liang)程(cheng)中(zhong)能使輸出量(liang)(liang)產生階躍變化的(de)輸入量(liang)(liang)中(zhong)的(de)最大(da)變化值作為(wei)衡量(liang)(liang)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)指(zhi)標(biao)(biao)。上述(shu)指(zhi)標(biao)(biao)若用(yong)(yong)滿量(liang)(liang)程(cheng)的(de)百分(fen)比表示,則稱(cheng)為(wei)分(fen)辨(bian)率(lv)。分(fen)辨(bian)率(lv)與(yu)傳感器(qi)的(de)穩定性有負相相關性。
要(yao)(yao)進(jin)行(xing)(xing)—個(ge)具體(ti)的測量(liang)(liang)工作,首先要(yao)(yao)考慮(lv)采用(yong)何種原理的傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi),這需要(yao)(yao)分析多方面的因素之后才能確定(ding)。因為,即使(shi)是測量(liang)(liang)同一物理量(liang)(liang),也有多種原理的傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)可供選用(yong),哪一種原理的傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)更(geng)為合適,則需要(yao)(yao)根據被(bei)測量(liang)(liang)的特點和傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的使(shi)用(yong)條件考慮(lv)以(yi)下一些(xie)具體(ti)問(wen)題:量(liang)(liang)程的大小;被(bei)測位置對傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)體(ti)積(ji)的要(yao)(yao)求;測量(liang)(liang)方式(shi)為接觸(chu)式(shi)還是非(fei)(fei)接觸(chu)式(shi);信(xin)號的引出方法,有線(xian)或是非(fei)(fei)接觸(chu)測量(liang)(liang);傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的來源,國產還是進(jin)口,價格(ge)能否承受(shou),還是自行(xing)(xing)研制。
在考(kao)慮上述問題之后就能(neng)(neng)確定(ding)選用何種(zhong)類型的傳感(gan)器,然后再考(kao)慮傳感(gan)器的具體性能(neng)(neng)指標。
通常,在(zai)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)線性范(fan)圍內,希(xi)望(wang)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)靈(ling)(ling)敏(min)度(du)越高越好(hao)。因為只有(you)靈(ling)(ling)敏(min)度(du)高時,與被測量(liang)(liang)(liang)變化對(dui)應(ying)的(de)(de)輸出信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)值才比較大(da),有(you)利于(yu)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理(li)。但要(yao)(yao)注意的(de)(de)是,傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)靈(ling)(ling)敏(min)度(du)高,與被測量(liang)(liang)(liang)無關的(de)(de)外(wai)界噪聲也容易混(hun)入,也會(hui)被放(fang)大(da)系統放(fang)大(da),影響測量(liang)(liang)(liang)精(jing)度(du)。因此,要(yao)(yao)求(qiu)傳(chuan)感器(qi)本身應(ying)具有(you)較高的(de)(de)信(xin)噪比,盡量(liang)(liang)(liang)減(jian)少從外(wai)界引入的(de)(de)干擾信(xin)號(hao)(hao)。
傳感(gan)器的(de)(de)靈(ling)敏(min)度(du)是(shi)有方向(xiang)(xiang)性的(de)(de)。當被(bei)測量是(shi)單向(xiang)(xiang)量,而(er)且(qie)對其方向(xiang)(xiang)性要(yao)求較高,則(ze)應選擇(ze)其它(ta)方向(xiang)(xiang)靈(ling)敏(min)度(du)小(xiao)的(de)(de)傳感(gan)器;如(ru)果被(bei)測量是(shi)多維向(xiang)(xiang)量,則(ze)要(yao)求傳感(gan)器的(de)(de)交叉靈(ling)敏(min)度(du)越(yue)小(xiao)越(yue)好。
傳感器的(de)頻率(lv)響應特性決(jue)定了被測量的(de)頻率(lv)范圍(wei)(wei),必須(xu)在允許頻率(lv)范圍(wei)(wei)內保持不失(shi)真。實(shi)際上傳感器的(de)響應總(zong)有—定延遲,希(xi)望延遲時間越短越好。
傳感(gan)器的頻率響(xiang)應(ying)越(yue)高,可測的信號頻率范(fan)圍就(jiu)越(yue)寬。
在動態測(ce)量中,應根據(ju)信號(hao)的(de)特(te)點(穩態、瞬(shun)態、隨(sui)機等)響(xiang)應特(te)性(xing),以免產生過大的(de)誤差。
傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)線形范(fan)(fan)圍(wei)是指輸出與輸入成正(zheng)比的(de)范(fan)(fan)圍(wei)。以理論上講,在此范(fan)(fan)圍(wei)內(nei),靈敏度保(bao)持定(ding)值。傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)線性范(fan)(fan)圍(wei)越(yue)寬,則其量程越(yue)大,并(bing)且能(neng)保(bao)證一定(ding)的(de)測(ce)量精度。在選(xuan)擇傳感(gan)(gan)器(qi)時,當傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)種類確定(ding)以后首先要看其量程是否滿足要求。
但(dan)實際上(shang),任何傳感器(qi)都不能保(bao)證絕對的線(xian)性,其(qi)線(xian)性度(du)也是相對的。當(dang)所(suo)要求(qiu)測(ce)量精度(du)比較低時,在一定的范(fan)圍內,可(ke)將(jiang)非(fei)線(xian)性誤(wu)差較小的傳感器(qi)近似看作線(xian)性的,這會給測(ce)量帶來極大(da)的方便。
傳感器(qi)使(shi)用一(yi)段時(shi)間后(hou),其性(xing)能(neng)保持不變的能(neng)力稱為穩(wen)定性(xing)。影響(xiang)傳感器(qi)長期穩(wen)定性(xing)的因(yin)素除傳感器(qi)本身(shen)結構外,主要是(shi)傳感器(qi)的使(shi)用環境。因(yin)此,要使(shi)傳感器(qi)具有良好的穩(wen)定性(xing),傳感器(qi)必(bi)須要有較強的環境適應能(neng)力。
在(zai)選(xuan)擇(ze)傳感器之前,應對其使(shi)用(yong)(yong)環境(jing)進行(xing)調查,并(bing)根(gen)據具體的(de)使(shi)用(yong)(yong)環境(jing)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)傳感器,或采(cai)取適(shi)當(dang)的(de)措(cuo)施(shi),減小環境(jing)的(de)影響。
傳(chuan)感器(qi)的(de)穩定(ding)(ding)性(xing)有定(ding)(ding)量指標(biao),在超過使用期后,在使用前應(ying)重(zhong)新進行標(biao)定(ding)(ding),以確定(ding)(ding)傳(chuan)感器(qi)的(de)性(xing)能是否發生變化。
在某些要求傳感器能(neng)長(chang)(chang)期使(shi)用(yong)而(er)又不能(neng)輕易更換或(huo)標定的場合,所選(xuan)用(yong)的傳感器穩定性要求更嚴格(ge),要能(neng)夠經受住長(chang)(chang)時間(jian)的考驗。
精(jing)度是(shi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)一個重要的(de)(de)(de)性能指標,它是(shi)關系到整(zheng)(zheng)個測(ce)量(liang)系統測(ce)量(liang)精(jing)度的(de)(de)(de)一個重要環節。傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)精(jing)度越高,其價格越昂貴,因(yin)此,傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)精(jing)度只(zhi)要滿(man)(man)足整(zheng)(zheng)個測(ce)量(liang)系統的(de)(de)(de)精(jing)度要求就可(ke)以(yi),不必選得(de)過(guo)高。這樣就可(ke)以(yi)在滿(man)(man)足同一測(ce)量(liang)目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)諸多傳(chuan)(chuan)感(gan)器中選擇比較便宜和簡單的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器阿特拉斯空壓機配件。
如(ru)果測量(liang)目(mu)的(de)(de)是(shi)(shi)定性分析(xi)(xi)的(de)(de),選用重復精(jing)度(du)高的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器即可(ke),不宜選用絕對量(liang)值精(jing)度(du)高的(de)(de);如(ru)果是(shi)(shi)為(wei)了(le)定量(liang)分析(xi)(xi),必須獲(huo)得精(jing)確(que)的(de)(de)測量(liang)值,就需選用精(jing)度(du)等級能滿足要求的(de)(de)傳(chuan)感(gan)器。
對某些(xie)特殊使用場(chang)合,無法選到合適的傳感器,則需自(zi)行(xing)設計制(zhi)造傳感器。自(zi)制(zhi)傳感器的性能應滿足使用要求(qiu)。
1.傳感器
能感受(shou)規(gui)定的被測量并(bing)按照一定的規(gui)律(lv)轉(zhuan)換成可用(yong)輸出信號的器件(jian)或裝置。通常有敏感元件(jian)和(he)轉(zhuan)換元件(jian)組成。
(1)敏(min)感元件是(shi)指傳感器中能直接(jie)(或(huo)響(xiang)應)被測量的部(bu)分。
(2)轉(zhuan)換元(yuan)件(jian)指傳感器中能較敏感元(yuan)件(jian)感受(或(huo)響應)的被(bei)測量轉(zhuan)換成是與傳輸和(或(huo))測量的電信號部(bu)分。
(3)當輸出為規定的標準(zhun)信號時,則(ze)稱為變送器。
2.測量范圍
在(zai)允(yun)許誤差限內被測(ce)量值的范圍(wei)。
3.量程
測量范(fan)圍(wei)上限值(zhi)和下限值(zhi)的代數(shu)差。
4.精(jing)確度
被測(ce)量(liang)的測(ce)量(liang)結果與(yu)真值(zhi)間的一致程度。
5.重復性
在(zai)所有下(xia)述條件下(xia),對同一被測的量進行多次(ci)連續測量所得結果之間的符合程(cheng)度(du):
相(xiang)同測量(liang)方法;
相(xiang)同(tong)觀測者;
相同測(ce)量儀(yi)器;
相同地點(dian);
相同使用條件;
在短(duan)時期內的重復。
6.分辨力
傳感(gan)器在規定測(ce)量(liang)范圍內可能檢測(ce)出(chu)的被測(ce)量(liang)的最小變化量(liang)。
7.閾值(zhi)
能使傳感器(qi)輸出端產(chan)生可(ke)測(ce)變化量(liang)(liang)的(de)被(bei)測(ce)量(liang)(liang)的(de)最小變化量(liang)(liang)。
8.零位
使輸出的(de)絕對值為最小的(de)狀(zhuang)態,例如平衡(heng)狀(zhuang)態。
9.激勵(li)
為使傳感器正常工作而施加的(de)外部能量(liang)(電壓或電流(liu))。
10.最大激勵(li)
在市內條件下,能夠施(shi)加到傳感器上(shang)的激(ji)勵電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流的最(zui)大值。
11.輸入阻抗
在輸出端短路時,傳(chuan)感器輸入端測得的阻(zu)抗。
12.輸出
有(you)傳(chuan)感器產生的與外加被測量成函數關系的電量。
13.輸出(chu)阻抗(kang)
在輸(shu)入端(duan)短路時,傳(chuan)感器輸(shu)出端(duan)測得的阻(zu)抗。
14.零點輸出
在(zai)室內條(tiao)件下,所加被(bei)測量(liang)為(wei)零時(shi)傳(chuan)感器的(de)輸出。
15.滯后
在規定(ding)的范圍(wei)內,當被測量值增加(jia)和減少(shao)時(shi),輸(shu)出(chu)中出(chu)現的最大(da)差值。
16.遲(chi)后
輸出信(xin)號變化(hua)相(xiang)對于輸入信(xin)號變化(hua)的時間延遲。
17.漂移
在一定的時間間隔內,傳感器輸出中有與被測量(liang)無關(guan)的不需要的變化(hua)量(liang)。
18.零點漂移
在規定的時(shi)間間隔及室內條件下零點輸(shu)出(chu)時(shi)的變化。
19.靈敏度
傳感(gan)器輸出(chu)量的增(zeng)量與相應的輸入量增(zeng)量之比。
20.靈敏(min)度漂移
由(you)于(yu)靈敏度的變化(hua)(hua)而引(yin)起的校準曲線斜率(lv)的變化(hua)(hua)。
21.熱靈(ling)敏度漂移
由(you)于(yu)靈(ling)敏度的變(bian)化而引起(qi)的靈(ling)敏度漂移。
22.熱零點漂移
由于(yu)周圍(wei)溫(wen)度變化而引(yin)起的零點(dian)漂移(yi)。
23.線性度
校準(zhun)曲(qu)線(xian)(xian)與某(mou)一(yi)規定直線(xian)(xian)一(yi)致(zhi)的程度(du)。
24.非線性度
校準(zhun)曲線與某(mou)一(yi)規定直(zhi)線偏離的程度。
25.長期穩定性
傳感器在規定的(de)時間內(nei)仍能保持(chi)不超過允許誤差(cha)的(de)能力(li)。
26.固有(you)頻(pin)率(lv)
在無阻力時,傳感器的自(zi)由(you)(不加外力)振(zhen)蕩頻率。
27.響應
輸出時被測量變化的特性。
28.補(bu)償溫度范圍
使傳感(gan)器保持(chi)量程和規定極限(xian)內(nei)的零(ling)平衡所補償的溫度范圍。
29.蠕變
當(dang)被測量機器多有環境條件保持恒(heng)定(ding)時,在(zai)規定(ding)時間內輸(shu)出(chu)量的(de)變化。
30.絕緣電阻
如(ru)無其他規(gui)定(ding)(ding),指在室溫(wen)條件下施加規(gui)定(ding)(ding)的直流(liu)電壓時,從傳感(gan)器規(gui)定(ding)(ding)絕緣部(bu)分之(zhi)間測得的電阻值。
環境給傳(chuan)感器造成的影響主要有(you)以下幾個方面:
(1)高(gao)溫(wen)環境對傳感器造(zao)成涂覆材料(liao)熔化(hua)、焊點開(kai)化(hua)、彈性體(ti)內應力(li)發生結構變化(hua)等(deng)問題(ti)。對于高(gao)溫(wen)環境下工作的傳感器常采(cai)用(yong)耐高(gao)溫(wen)傳感器;另(ling)外,必須加有隔熱、水冷(leng)或氣冷(leng)等(deng)裝置。
(2)粉塵、潮濕對傳感(gan)器造(zao)成短路的(de)(de)影響。在此環境條(tiao)件下(xia)應選用(yong)密閉(bi)(bi)性(xing)很高(gao)的(de)(de)傳感(gan)器。不(bu)同(tong)的(de)(de)傳感(gan)器其密封的(de)(de)方式是不(bu)同(tong)的(de)(de),其密閉(bi)(bi)性(xing)存在著(zhu)很大(da)差異。
常見(jian)的密封(feng)有(you)密封(feng)膠(jiao)充填或涂覆(fu);橡膠(jiao)墊機械(xie)緊固(gu)密封(feng);焊(han)(han)接(氬(ya)弧焊(han)(han)、等離子束焊(han)(han))和(he)抽真空充氮密封(feng)。
從(cong)密封(feng)(feng)效果來看,焊(han)接(jie)密封(feng)(feng)為最佳,充填涂覆密封(feng)(feng)膠為最差。對于室內干凈(jing)、干燥環(huan)境下工(gong)作的(de)(de)傳感器,可(ke)選擇涂膠密封(feng)(feng)的(de)(de)傳感器,而對于一些在(zai)潮濕、粉塵性較高的(de)(de)環(huan)境下工(gong)作的(de)(de)傳感器,應選擇膜片熱套密封(feng)(feng)或膜片焊(han)接(jie)密封(feng)(feng)、抽真空充氮的(de)(de)傳感器。
(3)在腐蝕(shi)性較高的(de)環境下,如潮濕(shi)、酸性對傳感(gan)器造成彈性體受損或產生(sheng)短路等影響,應選擇外表(biao)面進行過噴(pen)塑或不銹鋼(gang)外罩,抗腐蝕(shi)性能好(hao)且密閉性好(hao)的(de)傳感(gan)器。
(4)電磁場對傳(chuan)感(gan)器輸出(chu)紊(wen)亂信號(hao)的(de)影響(xiang)。在此(ci)情況下,應對傳(chuan)感(gan)器的(de)屏蔽性進行嚴格檢(jian)查,看其是否具有良好的(de)抗電磁能力。
(5)易(yi)燃(ran)(ran)、易(yi)爆(bao)(bao)不僅(jin)對(dui)傳感(gan)器(qi)造(zao)成徹底(di)性的損害,而且還給其(qi)它(ta)設(she)備和(he)人身安(an)全造(zao)成很(hen)大的威(wei)脅。因(yin)此,在(zai)易(yi)燃(ran)(ran)、易(yi)爆(bao)(bao)環境下工作的傳感(gan)器(qi)對(dui)防(fang)爆(bao)(bao)性能提出了更高(gao)的要求:在(zai)易(yi)燃(ran)(ran)、易(yi)爆(bao)(bao)環境下必須選用(yong)防(fang)爆(bao)(bao)傳感(gan)器(qi),這種傳感(gan)器(qi)的密封外罩不僅(jin)要考慮其(qi)密閉(bi)性,還要考慮到防(fang)爆(bao)(bao)強度,以及電(dian)纜線引出頭的防(fang)水、防(fang)潮、防(fang)爆(bao)(bao)性等。
對傳感器數量(liang)和量(liang)程(cheng)的選(xuan)擇:
傳感(gan)器(qi)(qi)數(shu)量的(de)選(xuan)擇是根(gen)據(ju)電子衡器(qi)(qi)的(de)用(yong)途、秤體(ti)需要支撐的(de)點(dian)數(shu)(支撐點(dian)數(shu)應根(gen)據(ju)使秤體(ti)幾(ji)何(he)重心和實際重心重合(he)(he)的(de)原則而確定(ding))而定(ding)。一(yi)般來(lai)(lai)說,秤體(ti)有幾(ji)個(ge)支撐點(dian)就選(xuan)用(yong)幾(ji)只傳感(gan)器(qi)(qi),但是對于一(yi)些特殊的(de)秤體(ti)如電子吊鉤秤就只能采用(yong)一(yi)個(ge)傳感(gan)器(qi)(qi),一(yi)些機電結合(he)(he)秤就應根(gen)據(ju)實際情況來(lai)(lai)確定(ding)選(xuan)用(yong)傳感(gan)器(qi)(qi)的(de)個(ge)數(shu)。
傳(chuan)(chuan)感器(qi)量(liang)(liang)程(cheng)的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)可依(yi)據秤(cheng)的(de)(de)(de)最大稱(cheng)量(liang)(liang)值、選(xuan)用傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)個(ge)數、秤(cheng)體的(de)(de)(de)自重(zhong)、可能產(chan)生的(de)(de)(de)最大偏載(zai)(zai)及動載(zai)(zai)等因素(su)綜合評價來確定。一般來說,傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)程(cheng)越接近分配(pei)到(dao)每個(ge)傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he),其稱(cheng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)準確度就越高。但在實際使用時,由于加(jia)在傳(chuan)(chuan)感器(qi)上的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)除被稱(cheng)物體外,還存在秤(cheng)體自重(zhong)、皮重(zhong)、偏載(zai)(zai)及振(zhen)動沖(chong)擊(ji)等載(zai)(zai)荷(he),因此(ci)選(xuan)用傳(chuan)(chuan)感器(qi)量(liang)(liang)程(cheng)時,要考慮諸多(duo)方(fang)面的(de)(de)(de)因素(su),保證傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)安全(quan)和壽命。
傳感器量程的(de)計算(suan)公(gong)式是(shi)在充分考慮到影響秤體的(de)各個(ge)因素后,經過(guo)大量的(de)實驗而確定的(de)。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感器的(de)額定(ding)量程
W—秤體自重
Wmax—被(bei)稱物體凈重的最大(da)值
N-秤體所(suo)采用支撐(cheng)點(dian)的數量(liang)
K-0—保險系數(shu),一般取(qu)值在1.2~1.3之(zhi)間
K-1—沖(chong)擊(ji)系數
K-2—秤體的重心(xin)偏(pian)移系數
K-3—風壓系(xi)數
根據經(jing)驗(yan),一般應使傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)工作在(zai)其30%~70%量(liang)程(cheng)(cheng)內,但對于一些在(zai)使用過程(cheng)(cheng)中存在(zai)較大(da)沖擊力的(de)衡(heng)(heng)器(qi)(qi)(qi),如動(dong)態軌道衡(heng)(heng)、動(dong)態汽車衡(heng)(heng)、鋼材(cai)秤(cheng)等,在(zai)選(xuan)用傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)時,一般要擴大(da)其量(liang)程(cheng)(cheng),使傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)工作在(zai)其量(liang)程(cheng)(cheng)的(de)20%~30%之內,使傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)稱量(liang)儲備量(liang)增(zeng)大(da),以保證傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)使用安(an)全和壽命。
要考慮各種類型傳感(gan)器的適用范圍(wei):
傳感(gan)(gan)器(qi)的準確度等(deng)級包括傳感(gan)(gan)器(qi)的非線形(xing)、蠕變(bian)、蠕變(bian)恢復、滯后、重(zhong)復性、靈(ling)敏度等(deng)技術指標(biao)。在選用傳感(gan)(gan)器(qi)的時候,不要單純追求(qiu)高等(deng)級的傳感(gan)(gan)器(qi),而既要考(kao)慮(lv)滿足電子秤的準確度要求(qiu),又(you)要考(kao)慮(lv)其(qi)成本。
對傳感器等級的選擇必須滿足(zu)下列(lie)兩個(ge)條(tiao)件:
1.滿足儀(yi)(yi)(yi)表(biao)輸(shu)入的(de)(de)要求。稱重顯示(shi)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)是對傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)信(xin)號經(jing)過放大(da)、A/D轉換等處理之后顯示(shi)稱量結(jie)果(guo)的(de)(de)。因此,傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)信(xin)號必須大(da)于(yu)或等于(yu)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)要求的(de)(de)輸(shu)入信(xin)號大(da)小(xiao),即將傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)靈敏度代(dai)人(ren)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)和儀(yi)(yi)(yi)表(biao)的(de)(de)匹配公式,計算結(jie)果(guo)須大(da)于(yu)或等于(yu)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)要求的(de)(de)輸(shu)入靈敏度。
2.滿足整臺電子秤準(zhun)(zhun)確度(du)的(de)(de)(de)要求(qiu)。一臺電子秤主要是(shi)由(you)秤體、傳感(gan)器(qi)、儀表三部分組成,在對傳感(gan)器(qi)準(zhun)(zhun)確度(du)選擇的(de)(de)(de)時候,應使傳感(gan)器(qi)的(de)(de)(de)準(zhun)(zhun)確度(du)略高(gao)(gao)于(yu)理論計算值,因(yin)為(wei)理論往(wang)往(wang)受(shou)到(dao)客觀條件的(de)(de)(de)限制,如秤體的(de)(de)(de)強度(du)差一點,儀表的(de)(de)(de)性能不是(shi)很好、秤的(de)(de)(de)工(gong)作環境比較惡劣等因(yin)素都(dou)直接影響(xiang)到(dao)秤的(de)(de)(de)準(zhun)(zhun)確度(du)要求(qiu),因(yin)此要從各方面提(ti)高(gao)(gao)要求(qiu),又(you)要考慮經濟效益,確保達(da)到(dao)目(mu)的(de)(de)(de)。
與傳(chuan)感(gan)器相(xiang)關的(de)現(xian)行國家標準(zhun)
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中(zhong)國傳(chuan)(chuan)感(gan)器產業(ye)正處于(yu)由傳(chuan)(chuan)統型(xing)向(xiang)新型(xing)傳(chuan)(chuan)感(gan)器發展的(de)關鍵階段,它(ta)體現了新型(xing)傳(chuan)(chuan)感(gan)器向(xiang)微(wei)型(xing)化(hua)(hua)、多功能化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)、系統化(hua)(hua)和網絡化(hua)(hua)發展的(de)總趨勢。傳(chuan)(chuan)感(gan)器技術歷經了多年(nian)的(de)發展,其技術的(de)發展大體可分三代:
第(di)一代(dai)是結(jie)(jie)構(gou)型傳感(gan)器,它(ta)利用結(jie)(jie)構(gou)參(can)量變化(hua)來感(gan)受和轉化(hua)信號(hao)。
第(di)二代是上70年代發展起來的固體型傳(chuan)感(gan)器,這種傳(chuan)感(gan)器由(you)半導(dao)體、電介(jie)質、磁性材(cai)料(liao)等固體元(yuan)件構(gou)成(cheng),是利用材(cai)料(liao)某(mou)些特性制成(cheng)。如:利用熱電效應、霍(huo)爾(er)效應、光敏(min)效應,分別制成(cheng)熱電偶傳(chuan)感(gan)器、霍(huo)爾(er)傳(chuan)感(gan)器、光敏(min)傳(chuan)感(gan)器。
第三(san)代(dai)傳(chuan)感器是以(yi)后剛(gang)(gang)剛(gang)(gang)發展起來的智能(neng)型(xing)傳(chuan)感器,是微型(xing)計算機技術(shu)與檢測技術(shu)相結合的產物,使傳(chuan)感器具有一定的人工智能(neng)。
傳感(gan)器技術(shu)及其產(chan)業的特點可以歸(gui)納為(wei):基(ji)礎、應用兩(liang)頭(tou)依附;技術(shu)、投資兩(liang)個(ge)密集;產(chan)品、產(chan)業兩(liang)大分散。
基礎(chu)依(yi)附,是指傳感器技術的(de)(de)發展依(yi)附于(yu)敏感機理、敏感材(cai)料、工(gong)藝設備和計測技術這四塊(kuai)基石。敏感機理千(qian)差萬別(bie),敏感材(cai)料多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣(yang),工(gong)藝設備各不相同,計測技術大相徑庭,沒(mei)有上述四塊(kuai)基石的(de)(de)支撐,傳感器技術難以為繼。
應(ying)用(yong)(yong)依附(fu)是指(zhi)傳感(gan)器技(ji)術基本(ben)上屬于應(ying)用(yong)(yong)技(ji)術,其市(shi)場(chang)開發(fa)(fa)多依賴于檢(jian)測裝置和自動(dong)控制系統的(de)應(ying)用(yong)(yong),才(cai)能真(zhen)正體現出它(ta)的(de)高附(fu)加效益并(bing)形成現實市(shi)場(chang)。也即發(fa)(fa)展傳感(gan)器技(ji)術要以市(shi)場(chang)為導向,實行(xing)需求牽引。
技(ji)術密(mi)(mi)集是指傳(chuan)感器在研制(zhi)和(he)制(zhi)造過(guo)程中技(ji)術的(de)多樣性、邊(bian)緣性、綜合性和(he)技(ji)藝性。它是多種(zhong)高技(ji)術的(de)集合產物。由于技(ji)術密(mi)(mi)集也自然要求(qiu)人才密(mi)(mi)集。
投資(zi)密集(ji)是指研究(jiu)開(kai)發和生產某一(yi)種傳感器產品要(yao)求一(yi)定的投資(zi)強度,尤其是在工程化研究(jiu)以及建(jian)立規模經濟生產線時,更要(yao)求較大的投資(zi)。
產(chan)品(pin)結(jie)構(gou)和產(chan)業結(jie)構(gou)的兩大分散是(shi)指傳感器產(chan)品(pin)門(men)類品(pin)種繁多(共10大類、42小類近6000個品(pin)種),其(qi)應用滲透到各個產(chan)業部(bu)門(men),它的發展既有各產(chan)業發展的推(tui)動力(li),又強(qiang)烈地(di)依(yi)賴(lai)于各產(chan)業的支撐作用。只有按照市場需求,不斷調整產(chan)業結(jie)構(gou)和產(chan)品(pin)結(jie)構(gou),才能實(shi)現傳感器產(chan)業的全面、協調、持續發展。