传感器知识

时间:2023-10-18 作者: 产品展示
详细介绍

  传感器(transducer或sensor)是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量(一般为电量)的装置。

  1)敏感元件:并非所有非电量都能直接变换为电量,有时需要将其转换成另一种易于变成电量的非电量,然后再变换为电量。完成预变换的器件,又称为预变换器,如各种各样弹性元件。

  2)转换元件:将感受到的非电量直接转换成电量的器件,如压电晶体、热电偶等。敏感元件和转换元件有时可以合二为一。

  3)信号调理与转换电路:将转换元件输出的电信号放大并转变成易于处理、显示和记录的信号。常用的有电桥电路、高阻抗输入电路和振荡器电路

  4)辅助电源:为传感器提供能源。需外接电源的传感器为无源传感器,如电阻式、电感式、电容式传感器;不需外接电源的为有源传感器,如压电传感器、热电偶等。

  其核心元件是金属应变片,它可将试件上的应变变化转换成电阻变化。应用时将应变片用黏结剂牢固的粘贴在被测试试件表面,当试件受力变形时,应变片的敏感栅也随之变形,引起应变片电阻变化,经过测量电路将其转换成电压或电流信号输出。

  利用硅的压阻效应和微电子技术制成。压阻效应:单晶硅在受到应力作用后,其电阻率发生明显变化。

  定义:是将被测参数转换成电容量的测量装置。与电阻、电感式传感器相比具有测量范围大、灵敏度较高、动态响应时间短、机械损失小、结构相对比较简单等优点。缺点:寄生电容(包括连接电容极板的导线电容和传感器本身的泄露电容)影响较大。

  电容的公式:C=\frac{εS}d,式中:C为电容量,ε为两极板间介质的介电常数,S为极板相互覆盖面积,d为极板间距。

  定义:利用线圈自感和互感的变化实现非电量电测的一种装置。根据转换原理不同,可分为自感式和互感式两种;依照结构不同,可分为气隙型和螺管型两种。

  特点:结构相对比较简单,可靠,测量力小;分辨力高;重复性好,线性度好。不足:存在交流零位信号,不宜高频动态测量。

  是一种有源传感器。它以某种电介质的压电效应为基础,在外力作用下,在电介质的表面产生电荷,以此来实现非电量测量的目的。为力敏感元件。

  压电效应:某些电介质,当沿着一定方向对其施加力使其变形时,内部产生极化现象,同时在它两个表面产生符号相反的电荷;当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态。当外力方向发生改变时,电荷极性也随即改变。代表物质有石英晶体、压电陶瓷等。

  根据原理不同,分为脉冲式数字传感器(如光栅传感器、感应同步器、磁栅传感器和光电码盘等)和频率输出式数字传感器(如振弦式、振筒式和振膜式传感器)

  建立在编码器基础上。编码器按原理分类,有电触式、电容式、感应式、光电式等。光电式又称光学编码器。编码器又可分为增量编码器和绝对编码器两大类。光电式属于绝对编码器。

  编码器包括码盘和码尺。前者用于测角度,后者用于测长度。测长度实际应用较少。

  光学码盘式传感器是用光电方法把被测角位移转换成以数字代码形式表示的电信号的转换部件。

  定义:是一种将气温变化转换为电量变化的装置。将温度转换为电势的传感器称为热电偶,转换为电阻值的称为热电阻。

 

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