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传感器的分类及介绍

发布日期:2017-04-27 15:18:11 访问次数:

1,传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,既能感受到被测量的信息,并且能将感受到的信息按规律变换成电信号或其他的形式输出。传感器技术所涉及的领域非常广泛,他们的共性是利用物理定律和物质的物理,化学或生物的特性将非电量转换成电量。传感器的特点:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。
传感器的组成:传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。
主要功能:光敏传感器(视觉)、声敏传感器(听觉)、气敏传感器(嗅觉)、化学传感器(味觉)、压敏、温敏、流体传感器(触觉)被称之为“电五官”。

主要特性:传感器的静态特性(传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。)  传感器的动态特性(所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。)

2常见种类:1电阻式(电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。)2变频功率(通过对输入的电压、电流信号进行交流采样,将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连,对电压、电流的采样值进行运算,可以获取一系列功率等参数。)3称重(称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置,是电子衡器的一个关键部件。)4电阻应变式(传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化)5压阻式(压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。)6热电阻(热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。)7激光(利用激光技术进行测量的传感器。)8霍尔(霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,又分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。)9温度(室温管温传感器、排气温度传感器、模块温度传感器)10无线温度(无线温度传感器将控制对象的温度参数变成电信号,并对接收终端发送无线信号,对系统实行检测、调节和控制。)11智能(智能传感器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作,结合长期以来测试技术的研究和实际经验而提出来的。)12光敏(光敏传感器是最常见的传感器之一,种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。)13生物(生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。)14位移(位移传感器又称为线性传感器,把位移转换为电量的传感器。)15压力(压力传感器引是工业实践中最为常用的一种传感器)16超声波测距离(超声波测距离传感器采用超声波回波测距原理)17 24GHz雷达(24GHz雷达传感器采用高频微波来测量物体运动速度、距离、运动方向、方位角度信息,采用平面微带天线设计,具有体积小、质量轻、灵敏度高、稳定强等特点,广泛运用于智能交通、工业控制、安防、体育运动、智能家居等行业。)18 一体化温度(一体化温度传感器一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。)19 液位(浮球式液位传感器 浮简式液位传感器 静压或液位传感器 )20真空度(真空度传感器,采用先进的硅微机械加工技术生产,以集成硅压阻力敏元件作为传感器的核心元件制成的绝对压力变送器 适用于各种情况下绝对压力的测量与控制。)21电容式物位(电容式物位传感器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程)22 锑电极酸度(锑电极酸度传感器是集 PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表,它是由锑电极与参考电极组成的PH值测量系统)23酸、碱、盐(酸、碱、盐浓度传感器通过测量溶液电导值来确定浓度。)24 电导(它是通过测量溶液的电导值来间接测量离子浓度的流程仪表(一体化传感器),可在线连续检测工业过程中水溶液的电导率。) 
 3  传感器的使用条件即为设置的场所,环境(湿度、温度、振动等),测量的时间,与显示器之间的信号传输距离,与外设的连接方式,供电电源容量。

     易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害,而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此,在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求:在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器,这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性,还要考虑到防爆强度,以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
     高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器;另外,必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
从密封效果来看,焊接密封为最佳,充填涂覆密封胶为最差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器,可选择涂胶密封的传感器,而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器,应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
   粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的,其密闭性存在着很大差异。
常见的密封有密封胶充填或涂覆;橡胶垫机械紧固密封;焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。
    电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下,应对传感器的屏蔽性进行严格检查,看其是否具有良好的抗电磁能力。
        在腐蚀性较高的环境下,如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响,应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩,抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
4选用传感器技巧
   1、传感器根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
         要进行—个具体的测量工作,采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。根据不同物量的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出            方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。选定传感器之后再考虑传感器的具体性能指标。
  2、传感器灵敏度的选择
       在传感器的线性范围内传感器的灵敏度越高越好。灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。与传感器本身应具有较        高的信噪比,尽量减少从外界引入的厂扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。测单向量,对其方向性要求较高,应选择灵敏度小的传感器;测多维向量,传感器的交叉灵敏度越小越好。
   3、传感器频率响应特性
        传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应会—定延迟,延迟时间越短越好。
        传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。
    4、传感器线性范围
        传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上,任何传感器其线性度都是相对的。当所要求          测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。
    5、传感器稳定性
         传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的             影响。传感器的稳定性有定量指标,超出使用期后,重新使用时,以确定传感器的性能是否发生变化。
    6、传感器精度, 精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。如果测量目的是定性分析                的,选用重复精度高的传感器即可。
      
  按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

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