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    傳感器的基本概念

    點擊次數:1662 發布時間:2015/10/14
    提 供 商: 東莞市廣聯自動化科技有限公司 資料大小:
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    傳感器的基本功能是檢測信號和信號轉換。傳感器總是處于測試系統的zui前端,用來獲取檢測信息,其性能將直接影響整個測試系統,對測量度起著決定性作用。傳感器的組成按其定義一般由敏感元件、變換元件、信號調理電路三部分組成,有時還需外加輔助電源提供轉換能量。
    敏感元件直接感受被測量(一般為非電量)并將其轉換為易于轉換成電量的其他物理量;再經變換元件轉換成電參量(電壓、電流、電阻、電感、電容等);zui后信號調理電路將這一電參量轉換成易于進一步傳輸和處理的形式。
    當然,不是所有的傳感器都有敏感、變換元件之分,有些傳感器是將兩者合二為一,還有些新型的傳感器將敏感元件、變換元件及信號調理電路集成為一個器件。

    傳感器的基本概念
    在機械量(如力、壓力、位移、速度等)測量中,常采用彈性元件作為敏感元件。這種彈性元件也叫彈性敏感元件或測量敏感元件,它可以把被測量由一種物理狀態變換為所需要的另一種物理狀態。
    傳感器的分類 傳感器的種類繁多,往往同一種被測量可以用不同類型的傳感器來測量,而同一原理的傳感器又可測量多種物理量,因此傳感器有許多種分類方法。常用的分類方法有:
    1.按被測量分類 1)機械量: 位移、力、速度、加速度、…… 2)熱工量: 溫度、熱量、流量(速)、壓力(差)、液位、…… 3)物性參量: 濃度、粘度、比重、酸堿度、…… 4)狀態參量: 裂紋、缺陷、泄漏、磨損、…… …… 這種分類方法也就是按用途進行分類,給使用者提供了方便,容易根據測量對象來選擇傳感器。
    2.按測量原理分類
    按傳感器的工作原理可分為電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、光纖磁敏式、激光、超聲波等傳感器。現有傳感器的測量原理都是基于物理的、化學的和生物等各種效應和定律,這種分類方法便于從原理上認識輸入與輸出之間的變換關系,有利于專業人員從原理、設計及應用上作歸納性的分析與研究。
    3.按信號變換特征分類
    1)結構型:主要是通過傳感器結構參量的變化實現信號變換的。例如,電容式傳感器依靠極板間距離的變化引起電容量的改變。
    2)物性型:是利用敏感元件材料本身物理屬性的變化來實現信號變換的。例如水銀溫度計是利用水銀的熱脹冷縮現象測量溫度,壓電式傳感器是利用石英晶體的壓電效應實現測量等。
    4.按能量關系分類
    1)能量轉換型:傳感器直接由被測對象輸入能量使其工作的。例如熱電偶、光電池等,這種類型傳感器也稱為有源傳感器。
    2)能量控制型:傳感器從外部獲得能量使其工作,由被測量的變化控制外部供給能量的變化。例如電阻式、電感式等傳感器,這種類型的傳感器必須由外部提供激勵源(電源等),因此也稱為無源傳感器。
    按能量轉換型和能量控制型對常用傳感器的工作原理進行歸納。

    傳感器的基本概念

    除以上分類方法外,還可按照輸出量分為模擬式傳感器和數字式傳感器,按照測量方式分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器等等。
    常用技術性能指標 由于傳感器的類型五花八門,使用要求千差萬別,無法列舉全面衡量各種傳感器質量優劣的統一性能指標,下面給出常用的技術性能指標。
    (1)關于輸入量的性能指標:量程或測量范圍、過載能力等;
    (2)關于靜態特性指標:線性度、遲滯、重復性、精度、靈敏度、分辨率、穩定性和漂移等;
    (3)關于動態特性指標:固有頻率、阻尼比、頻率特性、時間常數、上升時間、響應時間、超調量、穩態誤差等;
    (4)關于可靠性指標:工作壽命、平均*時間、故障率、疲勞性能、絕緣、耐壓、耐溫等;
    (5)關于對環境要求指標:工作溫度范圍、溫度漂移、靈敏度漂移系數、抗潮濕、抗介質腐蝕、抗電磁場干擾能力、抗沖振要求等;
    (6)關于使用及配接要求:供電方式(直流、交流、頻率、波形等)、電壓幅度與穩定度、功耗、安裝方式(外形尺寸、重量、結構特點等)、輸入阻抗(對被測對象影響)、輸出阻抗(對配接電路要求)等。
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