國(guo)家標準GB7665-87對傳感器(qi)下的(de)定義是:“能感受規(gui)定的(de)被測量并按照(zhao)一定的(de)規(gui)律(數學函數法則)轉換成可用信號的(de)器(qi)件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。
中國物(wu)聯網(wang)校企聯盟認為,傳感器的存在和發展,讓(rang)物(wu)體有了(le)觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓(rang)物(wu)體慢慢變得活了(le)起來。”
“傳(chuan)感器(qi)”在新韋(wei)式大詞典(dian)中(zhong)定義為:“從(cong)一(yi)個系統接受功率(lv),通常以另(ling)一(yi)種形式將功率(lv)送到第二個系統中(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。而單靠人們自身的感覺器官,在研(yan)究自然現(xian)象和(he)規律以及(ji)生產活(huo)動中它們的功能(neng)就遠(yuan)遠(yuan)不夠了(le)。為(wei)適應(ying)這種情況,就需要傳感器。因此可以說,傳感器是人類(lei)五官的延長,又稱(cheng)之為(wei)電五官。
新技術革(ge)命的(de)到來,世界開始進入(ru)信息時代。在(zai)利用(yong)信息的(de)過程中(zhong),首(shou)先要(yao)解決的(de)就是要(yao)獲(huo)取(qu)準(zhun)確可(ke)靠的(de)信息,而傳感器是獲(huo)取(qu)自然和生產領域中(zhong)信息的(de)主要(yao)途徑與手段。
在現(xian)代工(gong)業生產(chan)尤其是自動(dong)化生產(chan)過(guo)程中(zhong),要用各種(zhong)傳感(gan)器來監(jian)視和(he)控制生產(chan)過(guo)程中(zhong)的(de)各個參數,使設(she)備工(gong)作(zuo)在正(zheng)常狀(zhuang)(zhuang)態或(huo)最(zui)佳狀(zhuang)(zhuang)態,并使產(chan)品達到最(zui)好的(de)質量。因此可以說,沒有眾多的(de)優(you)良的(de)傳感(gan)器,現(xian)代化生產(chan)也就失去了(le)基礎。
在(zai)(zai)基(ji)礎學(xue)科(ke)(ke)研究中,傳感(gan)器(qi)更具有(you)突出的(de)(de)地位(wei)。現(xian)(xian)代科(ke)(ke)學(xue)技(ji)術的(de)(de)發展(zhan),進入了許多新領域:例如在(zai)(zai)宏觀上要觀察上千光年的(de)(de)茫(mang)茫(mang)宇宙,微觀上要觀察小到fm的(de)(de)粒子世界,縱向上要觀察長達數(shu)十萬年的(de)(de)天體演化(hua),短到s的(de)(de)瞬間反應。此外,還出現(xian)(xian)了對(dui)深化(hua)物(wu)質認識、開(kai)拓新能源、新材料等具有(you)重要作用(yong)的(de)(de)各種(zhong)極端技(ji)術研究,如超(chao)(chao)(chao)(chao)高溫、超(chao)(chao)(chao)(chao)低溫、超(chao)(chao)(chao)(chao)高壓、超(chao)(chao)(chao)(chao)高真空、超(chao)(chao)(chao)(chao)強磁(ci)場、超(chao)(chao)(chao)(chao)弱磁(ci)場等等。顯然,要獲(huo)取(qu)大量人類感(gan)官無法直接獲(huo)取(qu)的(de)(de)信息,沒有(you)相適(shi)應的(de)(de)傳感(gan)器(qi)是(shi)不可能的(de)(de)。許多基(ji)礎科(ke)(ke)學(xue)研究的(de)(de)障礙,首先(xian)就在(zai)(zai)于(yu)對(dui)象信息的(de)(de)獲(huo)取(qu)存在(zai)(zai)困難,而一(yi)些(xie)新機理和高靈(ling)敏度的(de)(de)檢測傳感(gan)器(qi)的(de)(de)出現(xian)(xian),往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)會導致該(gai)領域內(nei)的(de)(de)突破。一(yi)些(xie)傳感(gan)器(qi)的(de)(de)發展(zhan),往(wang)(wang)(wang)往(wang)(wang)(wang)是(shi)一(yi)些(xie)邊緣(yuan)學(xue)科(ke)(ke)開(kai)發的(de)(de)先(xian)驅。
傳(chuan)感(gan)器(qi)早已(yi)滲(shen)透(tou)到諸如工(gong)業生產、宇宙開(kai)發、海(hai)洋(yang)(yang)探測、環(huan)境保護(hu)、資(zi)源(yuan)調(diao)查、醫學(xue)診斷、生物(wu)工(gong)程(cheng)、甚至文物(wu)保護(hu)等等極其之泛的(de)領域。可(ke)以(yi)毫不夸張(zhang)地說(shuo),從(cong)茫(mang)茫(mang)的(de)太空,到浩瀚的(de)海(hai)洋(yang)(yang),以(yi)至各種復雜的(de)工(gong)程(cheng)系統,幾(ji)乎每一個現代化項目,都離不開(kai)各種各樣的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。
由此可見,傳感器技(ji)術在(zai)發展經濟、推動社會進(jin)步方面(mian)的(de)重(zhong)(zhong)要作用,是十分明顯的(de)。世界(jie)各國(guo)都十分重(zhong)(zhong)視這一領(ling)域(yu)的(de)發展。相(xiang)信不久的(de)將來,傳感器技(ji)術將會出現一個飛躍,達到(dao)與其重(zhong)(zhong)要地位相(xiang)稱(cheng)的(de)新水平。
傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的特點包括:微型化(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),它不僅促進了(le)傳(chuan)(chuan)統產業(ye)的改造和更新換代,而(er)且(qie)還可能建立(li)新型工業(ye),從(cong)而(er)成為21世紀新的經濟增長(chang)點。微型化(hua)(hua)是(shi)建立(li)在(zai)微電子機械系(xi)統(MEMS)技(ji)術基礎(chu)上(shang)的,已成功應用在(zai)硅(gui)器(qi)件上(shang)做成硅(gui)壓力傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。
傳(chuan)感器一般由敏感元件、轉換(huan)元件、變換(huan)電(dian)路和輔(fu)助電(dian)源四部分組成,如圖1所示。
敏感(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)直接感(gan)受被測量,并輸出與(yu)被測量有確定(ding)關系的(de)(de)物理量信號(hao)(hao);轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)將敏感(gan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)輸出的(de)(de)物理量信號(hao)(hao)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)為(wei)電信號(hao)(hao);變換(huan)(huan)(huan)電路負責對轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)輸出的(de)(de)電信號(hao)(hao)進行放大調制;轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)(huan)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)和(he)變換(huan)(huan)(huan)電路一(yi)般(ban)還(huan)需要輔助電源(yuan)供電。
常將傳(chuan)感器的功能(neng)與人(ren)類5大感覺(jue)器官相比擬:
光敏(min)傳感器——視覺
聲敏傳感(gan)器(qi)——聽覺
氣(qi)敏傳(chuan)感器——嗅覺
化學傳感器——味覺
壓敏、溫敏、流體傳感器(qi)——觸覺
敏感元件(jian)的分類:
物理類(lei),基于(yu)力、熱、光、電、磁和(he)聲等物理效應(ying)。
化學(xue)類,基(ji)于(yu)化學(xue)反應的原理。
生(sheng)物(wu)類,基于(yu)酶、抗體(ti)、和激素(su)等分子識(shi)別功能(neng)。
通常(chang)據其基(ji)本感(gan)(gan)知功(gong)能可分(fen)(fen)為熱(re)敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、光敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、氣敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、力敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、磁敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、濕敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、聲敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)、放射線(xian)敏(min)(min)感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)(jian)、色敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)和味敏(min)(min)元(yuan)件(jian)(jian)等十大類(還有人曾將(jiang)敏(min)(min)感(gan)(gan)元(yuan)件(jian)(jian)分(fen)(fen)46類)。
電(dian)(dian)阻式(shi)(shi)傳感(gan)器(qi)是將被(bei)測量,如(ru)位移、形變、力、加(jia)速(su)度(du)、濕度(du)、溫度(du)等(deng)這些物(wu)理量轉換式(shi)(shi)成電(dian)(dian)阻值這樣的一種器(qi)件。主要有電(dian)(dian)阻應變式(shi)(shi)、壓阻式(shi)(shi)、熱電(dian)(dian)阻、熱敏、氣敏、濕敏等(deng)電(dian)(dian)阻式(shi)(shi)傳感(gan)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(guo)電(dian)(dian)纜、光纖(xian)等(deng)傳輸(shu)系統與數字(zi)量輸(shu)入(ru)二次儀表相連,數字(zi)量輸(shu)入(ru)二次儀表對電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流(liu)的采樣值(zhi)進行(xing)運算,可以獲取電(dian)(dian)壓有(you)效(xiao)值(zhi)、電(dian)(dian)流(liu)有(you)效(xiao)值(zhi)、基(ji)波(bo)電(dian)(dian)壓、基(ji)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)、諧波(bo)電(dian)(dian)壓、諧波(bo)電(dian)(dian)流(liu)、有(you)功功率(lv)、基(ji)波(bo)功率(lv)、諧波(bo)功率(lv)等(deng)參數。
稱重傳(chuan)感器是一(yi)種能夠將重力轉(zhuan)變為電(dian)信號的(de)力→電(dian)轉(zhuan)換裝置,是電(dian)子衡器的(de)一(yi)個關鍵(jian)部件。
能(neng)夠實現力→電(dian)(dian)(dian)轉換的(de)傳(chuan)感器有(you)多(duo)(duo)種,常見的(de)有(you)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)應變式(shi)(shi)、電(dian)(dian)(dian)磁力式(shi)(shi)和(he)電(dian)(dian)(dian)容式(shi)(shi)等。電(dian)(dian)(dian)磁力式(shi)(shi)主要(yao)用(yong)(yong)于電(dian)(dian)(dian)子天平,電(dian)(dian)(dian)容式(shi)(shi)用(yong)(yong)于部分電(dian)(dian)(dian)子吊(diao)秤,而絕大(da)多(duo)(duo)數衡器產品所用(yong)(yong)的(de)還(huan)是電(dian)(dian)(dian)阻(zu)應變式(shi)(shi)稱重傳(chuan)感器。電(dian)(dian)(dian)阻(zu)應變式(shi)(shi)稱重傳(chuan)感器結構較(jiao)簡(jian)單,準確度高,適用(yong)(yong)面廣,且能(neng)夠在相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)差的(de)環境(jing)下使用(yong)(yong)。因此電(dian)(dian)(dian)阻(zu)應變式(shi)(shi)稱重傳(chuan)感器在衡器中得到了廣泛地運(yun)用(yong)(yong)。
傳感器中(zhong)的(de)電阻(zu)應(ying)變片(pian)(pian)具(ju)有(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)應(ying)變效應(ying),即(ji)在外力作用(yong)下(xia)產生機械形變,從而使電阻(zu)值隨之發生相(xiang)應(ying)的(de)變化。電阻(zu)應(ying)變片(pian)(pian)主要有(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬和半(ban)導體(ti)兩類,金(jin)(jin)(jin)屬應(ying)變片(pian)(pian)有(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬絲式(shi)、箔(bo)式(shi)、薄膜式(shi)之分。半(ban)導體(ti)應(ying)變片(pian)(pian)具(ju)有(you)(you)靈(ling)敏度高(通常是絲式(shi)、箔(bo)式(shi)的(de)幾十倍)、橫(heng)向效應(ying)小等優點。
壓阻(zu)(zu)式傳感(gan)器是根據半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)的(de)壓阻(zu)(zu)效(xiao)應在半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)的(de)基(ji)片上經(jing)擴散電(dian)(dian)阻(zu)(zu)而制成(cheng)的(de)器件。其基(ji)片可直接作(zuo)為測量傳感(gan)元(yuan)件,擴散電(dian)(dian)阻(zu)(zu)在基(ji)片內(nei)接成(cheng)電(dian)(dian)橋形(xing)(xing)式。當(dang)基(ji)片受到外(wai)力作(zuo)用而產生(sheng)形(xing)(xing)變(bian)時,各電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值將發生(sheng)變(bian)化,電(dian)(dian)橋就會產生(sheng)相應的(de)不平衡輸出。
用(yong)作(zuo)壓(ya)阻(zu)式傳感(gan)器(qi)的基片(pian)(pian)(pian)(pian)(或稱膜片(pian)(pian)(pian)(pian))材料(liao)主要為(wei)硅片(pian)(pian)(pian)(pian)和鍺片(pian)(pian)(pian)(pian),硅片(pian)(pian)(pian)(pian)為(wei)敏感(gan)材料(liao)而制(zhi)成(cheng)的硅壓(ya)阻(zu)傳感(gan)器(qi)越來越受到人(ren)們的重(zhong)視,尤其是以測量壓(ya)力和速度的固態壓(ya)阻(zu)式傳感(gan)器(qi)應用(yong)最為(wei)普(pu)遍。
熱電阻測(ce)溫是基于金屬導(dao)體(ti)的(de)(de)電阻值隨溫度的(de)(de)增加(jia)而增加(jia)這(zhe)一特性來(lai)進行溫度測(ce)量(liang)的(de)(de)。
熱電阻大(da)都(dou)由(you)純(chun)金(jin)屬(shu)材料(liao)制(zhi)成,應用最多(duo)的是鉑和銅,此外,已開始采用鎳、錳和銠等材料(liao)制(zhi)造熱電阻。
熱電阻(zu)(zu)傳感器主要(yao)是利用電阻(zu)(zu)值(zhi)隨溫(wen)度(du)(du)(du)(du)變化而變化這(zhe)一特性(xing)來測量(liang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)及與溫(wen)度(du)(du)(du)(du)有關的參數。在(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)檢測精度(du)(du)(du)(du)要(yao)求比較高的場(chang)合,這(zhe)種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻(zu)(zu)材料為鉑、銅(tong)、鎳等,它(ta)們具有電阻(zu)(zu)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)系數大、線(xian)性(xing)好、性(xing)能穩(wen)定、使(shi)用溫(wen)度(du)(du)(du)(du)范圍寬、加(jia)工(gong)容易(yi)等特點。用于測量(liang)-200℃~+500℃范圍內的溫(wen)度(du)(du)(du)(du)。
熱電阻(zu)傳感器分類:
1、NTC熱電阻(zu)傳感器:
該(gai)類傳感(gan)器(qi)為負溫(wen)度系數傳感(gan)器(qi),即傳感(gan)器(qi)阻(zu)值隨溫(wen)度的(de)升高而減小(xiao)。
2、PTC熱電阻傳(chuan)感器:
該類傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)為正(zheng)溫(wen)度系數傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi),即傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)阻值隨(sui)溫(wen)度的升高而增大。
利用激光技術進行測量的傳感器。它由激(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)、激(ji)(ji)(ji)光(guang)檢(jian)測器(qi)(qi)(qi)和測量(liang)(liang)電路組成。激(ji)(ji)(ji)光(guang)傳感器(qi)(qi)(qi)是新型測量(liang)(liang)儀表,它的(de)優點(dian)是能(neng)實現無(wu)接觸(chu)遠(yuan)距離測量(liang)(liang),速(su)度(du)快,精度(du)高(gao),量(liang)(liang)程大,抗光(guang)、電干(gan)擾能(neng)力(li)強等。
激光(guang)(guang)傳感(gan)器工作(zuo)時,先由激光(guang)(guang)發(fa)射二極(ji)管(guan)對準目(mu)標發(fa)射激光(guang)(guang)脈沖。經(jing)目(mu)標反(fan)射后激光(guang)(guang)向(xiang)各(ge)方向(xiang)散射。部分散射光(guang)(guang)返回(hui)到傳感(gan)器接收(shou)器,被光(guang)(guang)學系統接收(shou)后成像到雪(xue)(xue)崩光(guang)(guang)電二極(ji)管(guan)上。雪(xue)(xue)崩光(guang)(guang)電二極(ji)管(guan)是一種內部具有放大(da)功能的光(guang)(guang)學傳感(gan)器,因此它(ta)能檢測極(ji)其(qi)微弱(ruo)的光(guang)(guang)信號(hao),并將(jiang)其(qi)轉(zhuan)化為(wei)相應的電信號(hao)。
利用(yong)(yong)激(ji)光(guang)的(de)(de)高方(fang)向性(xing)、高單色性(xing)和高亮度等(deng)特點可實現無接觸遠(yuan)距(ju)離測量(liang)。激(ji)光(guang)傳(chuan)感(gan)器常用(yong)(yong)于(yu)長度(ZLS-Px)、距(ju)離(LDM4x)、振動(ZLDS10X)、速度(LDM30x)、方(fang)位等(deng)物理(li)量(liang)的(de)(de)測量(liang),還可用(yong)(yong)于(yu)探傷(shang)和大氣污染物的(de)(de)監測等(deng)。
霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器,廣泛地應(ying)用于工業自(zi)動化(hua)技術、檢測(ce)技術及信(xin)息處理等方面。霍(huo)爾(er)效應(ying)是研究半導體(ti)材料性能的(de)基本(ben)方法。通過(guo)霍(huo)爾(er)效應(ying)實驗測(ce)定的(de)霍(huo)爾(er)系數,能夠判斷半導體(ti)材料的(de)導電(dian)類型、載流子濃度(du)及載流子遷移率(lv)等重要(yao)參數。
霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)感(gan)(gan)器分為線性型(xing)霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)感(gan)(gan)器和開關型(xing)霍(huo)爾(er)(er)傳(chuan)感(gan)(gan)器兩種(zhong)。
1、線性(xing)型霍(huo)爾(er)傳感器由霍(huo)爾(er)元件、線性(xing)放大器和射極跟隨器組(zu)成,它輸出(chu)模擬量。
2、開關型霍爾傳(chuan)感器(qi)(qi)由穩壓器(qi)(qi)、霍爾元件、差分放大器(qi)(qi),斯密特觸發器(qi)(qi)和(he)輸出(chu)級(ji)組成(cheng),它輸出(chu)數字量。
霍爾(er)電(dian)(dian)壓(ya)隨磁(ci)(ci)場強度的(de)(de)變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua),磁(ci)(ci)場越強,電(dian)(dian)壓(ya)越高,磁(ci)(ci)場越弱,電(dian)(dian)壓(ya)越低(di)。霍爾(er)電(dian)(dian)壓(ya)值很小,通(tong)常(chang)只有幾個毫伏,但經集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路中(zhong)的(de)(de)放(fang)(fang)大器放(fang)(fang)大,就能(neng)使該電(dian)(dian)壓(ya)放(fang)(fang)大到(dao)足以輸出較強的(de)(de)信號(hao)。若使霍爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路起傳(chuan)感(gan)作(zuo)用(yong),需要用(yong)機械的(de)(de)方法來改變(bian)磁(ci)(ci)場強度。下圖所(suo)示的(de)(de)方法是用(yong)一個轉動的(de)(de)葉(xie)輪作(zuo)為控制磁(ci)(ci)通(tong)量的(de)(de)開關,當葉(xie)輪葉(xie)片(pian)處于磁(ci)(ci)鐵和霍爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路之間的(de)(de)氣隙中(zhong)時,磁(ci)(ci)場偏離(li)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)片(pian),霍爾(er)電(dian)(dian)壓(ya)消失。這樣,霍爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路的(de)(de)輸出電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)變(bian)化(hua),就能(neng)表示出葉(xie)輪驅動軸的(de)(de)某一位置,利(li)用(yong)這一工作(zuo)原理(li),可將霍爾(er)集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路片(pian)用(yong)作(zuo)用(yong)點火正時傳(chuan)感(gan)器。霍爾(er)效應傳(chuan)感(gan)器屬于被動型傳(chuan)感(gan)器,它(ta)要有外加電(dian)(dian)源才能(neng)工作(zuo),這一特(te)點使它(ta)能(neng)檢測轉速低(di)的(de)(de)運(yun)轉情(qing)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)傳(chuan)感器用(yong)于測量蒸發器和冷凝器的管壁溫(wen)度(du)。室(shi)溫(wen)傳(chuan)感器和管溫(wen)傳(chuan)感器的形狀不同,但溫(wen)度(du)特性基本一(yi)致(zhi)。按溫(wen)度(du)特性劃分(fen),美的使用(yong)的室(shi)溫(wen)管溫(wen)傳(chuan)感器有二種類型:1.常(chang)數(shu)B值(zhi)(zhi)為(wei)4100K±3%,基準(zhun)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)為(wei)25℃對應電(dian)(dian)阻(zu)(zu)10KΩ±3%。在0℃和55℃對應電(dian)(dian)阻(zu)(zu)公差(cha)(cha)約為(wei)±7%;而0℃以下及55℃以上,對于不同的供應商,電(dian)(dian)阻(zu)(zu)公差(cha)(cha)會有一(yi)定(ding)的差(cha)(cha)別。溫(wen)度(du)越(yue)(yue)高,阻(zu)(zu)值(zhi)(zhi)越(yue)(yue)小;溫(wen)度(du)越(yue)(yue)低,阻(zu)(zu)值(zhi)(zhi)越(yue)(yue)大。離(li)25℃越(yue)(yue)遠,對應電(dian)(dian)阻(zu)(zu)公差(cha)(cha)范圍越(yue)(yue)大。
2、排氣(qi)溫度(du)傳感(gan)器:排氣(qi)溫度(du)傳感(gan)器用于(yu)測(ce)量壓縮機頂部的排氣(qi)溫度(du),常數B值為3950K±3%,基準電阻為90℃對應(ying)電阻5KΩ±3%。
3、模(mo)塊溫(wen)度(du)傳感(gan)器:模(mo)塊溫(wen)度(du)傳感(gan)器用(yong)于測量變頻模(mo)塊(IGBT或IPM)的(de)(de)溫(wen)度(du),用(yong)的(de)(de)感(gan)溫(wen)頭的(de)(de)型號是(shi)602F-3500F,基準電阻(zu)為25℃對應電阻(zu)6KΩ±1%。幾個典型溫(wen)度(du)的(de)(de)對應阻(zu)值分別是(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。
溫度傳(chuan)感(gan)器(qi)的種類(lei)很(hen)多(duo),經常(chang)使(shi)用(yong)(yong)的有熱電阻:PT100、PT1000、Cu50、Cu100;熱電偶:B、E、J、K、S等。溫度傳(chuan)感(gan)器(qi)不但種類(lei)繁多(duo),而且(qie)組合形式(shi)多(duo)樣,應根據(ju)不同的場所選用(yong)(yong)合適的產品。
測(ce)溫(wen)原(yuan)(yuan)理:根據電阻阻值、熱電偶的(de)(de)電勢(shi)隨溫(wen)度不同發(fa)生有(you)規(gui)律的(de)(de)變化(hua)的(de)(de)原(yuan)(yuan)理,我(wo)們可(ke)以得(de)到所需(xu)要測(ce)量的(de)(de)溫(wen)度值。
無(wu)線溫(wen)度(du)(du)傳感器將控(kong)制對(dui)(dui)象的(de)溫(wen)度(du)(du)參數變成電信(xin)號,并對(dui)(dui)接(jie)收終端(duan)發送無(wu)線信(xin)號,對(dui)(dui)系統實行檢測、調節和(he)控(kong)制。可(ke)直接(jie)安裝在一(yi)般工業熱電阻(zu)、熱電偶的(de)接(jie)線盒內,與現場傳感元件構成一(yi)體(ti)化結構。通常和(he)無(wu)線中繼、接(jie)收終端(duan)、通信(xin)串口、電子計算機(ji)等配套使用,這樣不(bu)僅節省了補償導線和(he)電纜,而且減少了信(xin)號傳遞失真和(he)干擾(rao),從而獲的(de)了高精(jing)度(du)(du)的(de)測量(liang)結果(guo)。
無線溫(wen)度傳感器廣(guang)泛應用于化(hua)工、冶(ye)金、石油、電力、水處理、制藥、食品等自(zi)動化(hua)行業。例如(ru):高壓電纜上的溫(wen)度采(cai)集;水下等惡(e)劣環境(jing)的溫(wen)度采(cai)集;運動物體上的溫(wen)度采(cai)集;不(bu)易連線通過(guo)的空間傳輸傳感器數(shu)據;單純為降(jiang)低布線成本選用的數(shu)據采(cai)集方案(an);沒有交流電源(yuan)的工作場合的數(shu)據測量;便攜式非(fei)固定場所(suo)數(shu)據測量。
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,結合(he)長期以(yi)來測試技術(shu)的(de)研究(jiu)和實際經驗而提出來的(de)。是一(yi)個相對獨立的(de)智能單元,它的(de)出現(xian)對原來硬件性(xing)能苛刻要求有(you)所減(jian)輕(qing),而靠軟件幫助可以(yi)使傳感器(qi)的(de)性(xing)能大幅度提高。
1、信(xin)息存儲和傳(chuan)輸——隨著全智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)集(ji)散控制系統(tong)(SmartDistributedSystem)的飛速(su)發展,對智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)單元要(yao)求具備通信(xin)功能(neng)(neng),用通信(xin)網(wang)絡以數(shu)字形式進(jin)行雙向通信(xin),這也是智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)傳(chuan)感器關鍵標志之(zhi)一。智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)傳(chuan)感器通過測試數(shu)據傳(chuan)輸或接收指令來實現各(ge)項(xiang)功能(neng)(neng)。如增益的設置(zhi)、補(bu)償參數(shu)的設置(zhi)、內(nei)檢(jian)參數(shu)設置(zhi)、測試數(shu)據輸出等。
2、自補償(chang)和(he)(he)(he)(he)計(ji)算功能(neng)——多年(nian)來(lai)從(cong)事傳感器(qi)(qi)研制的(de)工程技(ji)術人員(yuan)一直(zhi)為傳感器(qi)(qi)的(de)溫(wen)度漂(piao)移(yi)(yi)和(he)(he)(he)(he)輸(shu)出非(fei)線性作大量的(de)補償(chang)工作,但都(dou)沒有從(cong)根(gen)本上(shang)解(jie)決問(wen)題。而(er)智能(neng)傳感器(qi)(qi)的(de)自補償(chang)和(he)(he)(he)(he)計(ji)算功能(neng)為傳感器(qi)(qi)的(de)溫(wen)度漂(piao)移(yi)(yi)和(he)(he)(he)(he)非(fei)線性補償(chang)開(kai)辟(pi)了新的(de)道路。這樣,放寬傳感器(qi)(qi)加工精(jing)密(mi)度要(yao)求,只要(yao)能(neng)保證傳感器(qi)(qi)的(de)重復性好,利用微處理器(qi)(qi)對測試(shi)的(de)信號通過軟件計(ji)算,采用多次擬(ni)合和(he)(he)(he)(he)差(cha)值計(ji)算方法對漂(piao)移(yi)(yi)和(he)(he)(he)(he)非(fei)線性進行補償(chang),從(cong)而(er)能(neng)獲得較(jiao)精(jing)確的(de)測量結(jie)果(guo)壓力傳感器(qi)(qi)。
3、自(zi)檢、自(zi)校、自(zi)診(zhen)斷(duan)功能(neng)——普通傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)需(xu)要定(ding)期(qi)檢驗(yan)和(he)標定(ding),以保證(zheng)它在(zai)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)(yong)時(shi)足夠的準確度,這些工(gong)作一般要求將傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)從使(shi)用(yong)(yong)現場拆卸送(song)到實驗(yan)室或(huo)檢驗(yan)部門進行(xing)。對(dui)于(yu)在(zai)線(xian)測量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)出(chu)現異常(chang)則不(bu)能(neng)及時(shi)診(zhen)斷(duan)。采用(yong)(yong)智能(neng)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)情況則大有(you)改觀,首先自(zi)診(zhen)斷(duan)功能(neng)在(zai)電源接通時(shi)進行(xing)自(zi)檢,診(zhen)斷(duan)測試(shi)以確定(ding)組件有(you)無故障。其次根據使(shi)用(yong)(yong)時(shi)間可以在(zai)線(xian)進行(xing)校正(zheng),微處理器(qi)(qi)利用(yong)(yong)存在(zai)EPROM內(nei)的計量(liang)特性數據進行(xing)對(dui)比校對(dui)。
4、復合敏(min)感(gan)功(gong)能——觀察周圍的自然現象(xiang),常見的信(xin)號有聲、光、電、熱、力、化學等。敏(min)感(gan)元件(jian)測(ce)量(liang)(liang)一般通過兩(liang)種方式:直接(jie)和(he)間接(jie)的測(ce)量(liang)(liang)。而(er)智能傳感(gan)器具有復合功(gong)能,能夠同時測(ce)量(liang)(liang)多種物(wu)(wu)理量(liang)(liang)和(he)化學量(liang)(liang),給出能夠較(jiao)全面反(fan)映物(wu)(wu)質運(yun)動規律的信(xin)息。
光(guang)敏(min)(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是最常(chang)見的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)之一(yi),它(ta)的(de)(de)種類繁多,主(zhu)要(yao)(yao)有:光(guang)電(dian)(dian)管、光(guang)電(dian)(dian)倍增管、光(guang)敏(min)(min)電(dian)(dian)阻、光(guang)敏(min)(min)三極管、太陽能電(dian)(dian)池、紅外線(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、紫外線(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、光(guang)纖式光(guang)電(dian)(dian)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、色(se)彩傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)、CCD和CMOS圖像傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)等。它(ta)的(de)(de)敏(min)(min)感(gan)(gan)(gan)(gan)波長在可(ke)見光(guang)波長附近,包(bao)括(kuo)紅外線(xian)波長和紫外線(xian)波長。光(guang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)不(bu)只局限于對光(guang)的(de)(de)探測,它(ta)還可(ke)以作(zuo)為(wei)探測元件組(zu)成其他傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi),對許多非(fei)(fei)電(dian)(dian)量進行檢(jian)測,只要(yao)(yao)將這(zhe)些(xie)非(fei)(fei)電(dian)(dian)量轉(zhuan)換為(wei)光(guang)信號的(de)(de)變化即可(ke)。光(guang)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是產量最多、應用最廣(guang)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)之一(yi),它(ta)在自動控制和非(fei)(fei)電(dian)(dian)量電(dian)(dian)測技術(shu)引中占有非(fei)(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)地位。最簡(jian)單的(de)(de)光(guang)敏(min)(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)是光(guang)敏(min)(min)電(dian)(dian)阻,當光(guang)子沖擊接合處就會(hui)產生(sheng)電(dian)(dian)流。
生物傳感器的概念
生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)是用(yong)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)(酶、蛋白(bai)質(zhi)、DNA、抗體、抗原、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜等)與物(wu)(wu)理化(hua)學換(huan)能器(qi)(qi)有機結合的(de)(de)一(yi)門(men)交叉學科(ke),是發(fa)展生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技(ji)術必不可少(shao)的(de)(de)一(yi)種(zhong)先進的(de)(de)檢測方(fang)法與監控方(fang)法,也是物(wu)(wu)質(zhi)分子水平(ping)的(de)(de)快速(su)、微量分析方(fang)法。各種(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)有以(yi)下(xia)共(gong)同的(de)(de)結構:包(bao)括一(yi)種(zhong)或數種(zhong)相關生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)材(cai)料(liao)(生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜)及能把(ba)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)表(biao)達(da)的(de)(de)信號轉換(huan)為電(dian)(dian)信號的(de)(de)物(wu)(wu)理或化(hua)學換(huan)能器(qi)(qi)(傳感器(qi)(qi)),二(er)者(zhe)組合在一(yi)起,用(yong)現代微電(dian)(dian)子和(he)自動(dong)化(hua)儀表(biao)技(ji)術進行生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)信號的(de)(de)再加(jia)工,構成(cheng)各種(zhong)可以(yi)使用(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感器(qi)(qi)分析裝置、儀器(qi)(qi)和(he)系統。
生物傳感器的原理
待測(ce)物質經(jing)擴散作用進入生(sheng)(sheng)物活性材料,經(jing)分(fen)子識別(bie),發生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物學反應,產生(sheng)(sheng)的(de)信(xin)(xin)息繼而被相應的(de)物理(li)或化學換能器轉變成可(ke)定(ding)量(liang)和可(ke)處理(li)的(de)電(dian)信(xin)(xin)號,再經(jing)二(er)次儀表放大并輸出,便可(ke)知道待測(ce)物濃度。
生物傳感器的分類
按照(zhao)其感(gan)受(shou)器(qi)中所采用(yong)的(de)生(sheng)命物質分(fen)類,可分(fen)為:微(wei)生(sheng)物傳感(gan)器(qi)、免疫(yi)傳感(gan)器(qi)、組(zu)織傳感(gan)器(qi)、細胞傳感(gan)器(qi)、酶傳感(gan)器(qi)、DNA傳感(gan)器(qi)等等。
按照傳感(gan)器器件檢測的原理分(fen)類,可分(fen)為:熱敏生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、場效(xiao)應管生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、壓(ya)電(dian)(dian)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、光學生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、聲波道生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、酶(mei)電(dian)(dian)極生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器、介體(ti)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)傳感(gan)器等(deng)。
按照生物(wu)敏(min)感物(wu)質相(xiang)互作用的類型分(fen)類,可分(fen)為(wei)親和型和代謝型兩(liang)種。
工作原理:
視覺傳感(gan)器(qi)是指:具有從一整幅圖像(xiang)(xiang)捕獲光線的(de)數發千計像(xiang)(xiang)素的(de)能力(li),圖像(xiang)(xiang)的(de)清晰和細膩程度常(chang)用分辨率來衡量(liang),以像(xiang)(xiang)素數量(liang)表示。
視覺(jue)傳(chuan)感器具有從一整幅圖像(xiang)捕獲光線的數(shu)以千計的像(xiang)素(su)。圖像(xiang)的清晰(xi)和細膩程度通常用分辨(bian)率來衡量,以像(xiang)素(su)數(shu)量表示(shi)。
在捕獲(huo)圖像(xiang)之后,視(shi)(shi)覺傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)將其與內(nei)存中(zhong)存儲的(de)基準圖像(xiang)進行(xing)比較(jiao),以(yi)做出分析。例如,若視(shi)(shi)覺傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)設定為辨別(bie)正(zheng)確地(di)插(cha)有(you)八(ba)顆(ke)螺(luo)栓(shuan)的(de)機器(qi)部件,則傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)知道應該拒收只有(you)七顆(ke)螺(luo)栓(shuan)的(de)部件,或者(zhe)螺(luo)栓(shuan)未對準的(de)部件。此(ci)外,無論(lun)該機器(qi)部件位于視(shi)(shi)場中(zhong)的(de)哪(na)個(ge)位置,無論(lun)該部件是否在360度(du)范(fan)圍內(nei)旋轉,視(shi)(shi)覺傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)能做出判(pan)斷(duan)。
應用領域:
視覺傳感(gan)器(qi)的(de)低成(cheng)本(ben)和(he)易用性(xing)已吸(xi)引機器(qi)設計(ji)師和(he)工藝(yi)工程師將(jiang)其集(ji)成(cheng)入各類曾經依賴人工、多個光電傳感(gan)器(qi),或根(gen)本(ben)不檢驗的(de)應(ying)用。視覺傳感(gan)器(qi)的(de)工業(ye)應(ying)用包(bao)括檢驗、計(ji)量(liang)、測量(liang)、定向、瑕疵(ci)檢測和(he)分撿。以下只是一(yi)些應(ying)用范例:
在汽(qi)車組裝廠,檢驗由機器人涂抹到車門邊框的(de)膠珠是否(fou)連續,是否(fou)有(you)正確的(de)寬度;
在瓶(ping)裝廠,校驗瓶(ping)蓋是否正(zheng)確密封、裝灌液(ye)位是否正(zheng)確,以及在封蓋之前沒有異物(wu)掉(diao)入瓶(ping)中(zhong);
在包裝(zhuang)生(sheng)產線,確保在正(zheng)確的位置粘貼正(zheng)確的包裝(zhuang)標簽(qian);
在藥(yao)品包(bao)裝生產線,檢驗阿斯匹林(lin)藥(yao)片(pian)的泡(pao)罩式包(bao)裝中(zhong)是否有破(po)損或缺失的藥(yao)片(pian);
在金(jin)屬(shu)沖(chong)(chong)壓公司(si),以每分(fen)鐘(zhong)逾150片的速度檢驗沖(chong)(chong)壓部件,比人工檢驗快13倍(bei)以上。
位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)又(you)稱(cheng)為(wei)線性傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),把位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)量的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是一種屬(shu)于(yu)金(jin)屬(shu)感(gan)應的(de)(de)線性器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)件,傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)作用(yong)是把各(ge)種被測物理量轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)量它分為(wei)電(dian)感(gan)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),電(dian)容(rong)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),光電(dian)式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),超聲(sheng)波式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),霍(huo)爾式(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。
在這種轉換過(guo)程中(zhong)有許多物(wu)理量(liang)(liang)(例如壓力(li)、流(liu)量(liang)(liang)、加速(su)度(du)等)常(chang)常(chang)需要先變(bian)(bian)換為位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi),然后(hou)再將位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)變(bian)(bian)換成電量(liang)(liang)。因此位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)一(yi)類重要的(de)基(ji)本(ben)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。在生產過(guo)程中(zhong),位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)測(ce)量(liang)(liang)一(yi)般分(fen)為測(ce)量(liang)(liang)實物(wu)尺寸和(he)(he)機械(xie)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)兩種。機械(xie)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)包括線位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)和(he)(he)角位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)。按被測(ce)變(bian)(bian)量(liang)(liang)變(bian)(bian)換的(de)形式(shi)(shi)(shi)不同,位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)可分(fen)為模(mo)擬(ni)式(shi)(shi)(shi)和(he)(he)數(shu)字式(shi)(shi)(shi)兩種。模(mo)擬(ni)式(shi)(shi)(shi)又可分(fen)為物(wu)性型(xing)(如自發電式(shi)(shi)(shi))和(he)(he)結構型(xing)兩種。常(chang)用位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)以模(mo)擬(ni)式(shi)(shi)(shi)結構型(xing)居多,包括電位(wei)(wei)(wei)器(qi)(qi)(qi)式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、電感(gan)(gan)(gan)式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、自整角機、電容式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、電渦流(liu)式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)、霍爾(er)式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)等。數(shu)字式(shi)(shi)(shi)位(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)的(de)一(yi)個重要優點(dian)是(shi)便于(yu)將信(xin)號直接(jie)送(song)入計(ji)算機系統。這種傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)發展迅速(su),應用日(ri)益(yi)廣泛。
壓力(li)傳感器引是工(gong)(gong)業實踐中最為常用(yong)的(de)一種(zhong)(zhong)傳感器,其廣泛應用(yong)于各種(zhong)(zhong)工(gong)(gong)業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通(tong)、智能建筑(zhu)、生產自控、航空航天、軍工(gong)(gong)、石化、油井(jing)、電力(li)、船(chuan)舶、機(ji)床、管道等眾(zhong)多行業。
超聲波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)距離(li)傳感器采用(yong)(yong)超聲波(bo)(bo)(bo)回波(bo)(bo)(bo)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)距原理(li),運用(yong)(yong)精(jing)確(que)(que)的時差測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)技術,檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)傳感器與目標物之(zhi)間的距離(li),采用(yong)(yong)小(xiao)角(jiao)度,小(xiao)盲區超聲波(bo)(bo)(bo)傳感器,具有(you)(you)(you)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)準(zhun)確(que)(que),無(wu)接觸(chu),防(fang)水,防(fang)腐蝕,低成本等(deng)優點(dian),可(ke)應于液位,物位檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce),特有(you)(you)(you)的液位,料(liao)位檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)方式(shi),可(ke)保(bao)證在液面(mian)有(you)(you)(you)泡沫(mo)或大的晃動,不易(yi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)到(dao)回波(bo)(bo)(bo)的情況(kuang)下有(you)(you)(you)穩定的輸(shu)出,應用(yong)(yong)行業:液位,物位,料(liao)位檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce),工(gong)業過程控制等(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(fang)(fang)向(xiang)、方(fang)(fang)位(wei)角度信(xin)(xin)息,采用(yong)平面微帶天線(xian)設計(ji),具(ju)有體積小、質量輕(qing)、靈敏度高(gao)、穩定強(qiang)等特(te)點,廣泛運用(yong)于(yu)智能(neng)交通(tong)、工(gong)業控制(zhi)、安防(fang)、體育運動、智能(neng)家居等行業。工(gong)業和信(xin)(xin)息化部2012年(nian)11月19日正(zheng)式發(fa)布(bu)了《工(gong)業和信(xin)(xin)息化部關(guan)于(yu)發(fa)布(bu)24GHz頻段(duan)短(duan)(duan)距(ju)離(li)車(che)載雷(lei)達(da)設備使(shi)用(yong)頻率的(de)通(tong)知(zhi)》(工(gong)信(xin)(xin)部無〔2012〕548號),明確提出(chu)24GHz頻段(duan)短(duan)(duan)距(ju)離(li)車(che)載雷(lei)達(da)設備作為車(che)載雷(lei)達(da)設備的(de)規范(fan)。
一(yi)(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器一(yi)(yi)般由測溫(wen)(wen)探頭(熱(re)(re)(re)電(dian)偶或熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器)和(he)兩線制固體(ti)(ti)(ti)電(dian)子單元組成。采用固體(ti)(ti)(ti)模塊形(xing)式將測溫(wen)(wen)探頭直接(jie)安裝在接(jie)線盒內,從而(er)形(xing)成一(yi)(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)的傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器。一(yi)(yi)體(ti)(ti)(ti)化(hua)溫(wen)(wen)度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器一(yi)(yi)般分為熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)和(he)熱(re)(re)(re)電(dian)偶型兩種類型。
熱電(dian)(dian)阻溫度(du)(du)傳感器是(shi)由基準單(dan)元、R/V轉(zhuan)換(huan)單(dan)元、線(xian)性電(dian)(dian)路、反(fan)接(jie)保護、限流(liu)保護、V/I轉(zhuan)換(huan)單(dan)元等(deng)組成(cheng)。測溫熱電(dian)(dian)阻信號(hao)轉(zhuan)換(huan)放大后,再(zai)由線(xian)性電(dian)(dian)路對溫度(du)(du)與電(dian)(dian)阻的(de)非(fei)線(xian)性關系進行補(bu)償,經V/I轉(zhuan)換(huan)電(dian)(dian)路后輸(shu)出一(yi)個與被(bei)測溫度(du)(du)成(cheng)線(xian)性關系的(de)4~20mA的(de)恒(heng)流(liu)信號(hao)。
熱(re)電(dian)偶(ou)(ou)(ou)溫(wen)度(du)傳感(gan)器一(yi)般由基(ji)準(zhun)源、冷端補(bu)償、放大(da)單元(yuan)、線(xian)性(xing)(xing)化處理(li)、V/I轉換、斷偶(ou)(ou)(ou)處理(li)、反接(jie)(jie)保(bao)(bao)護(hu)(hu)、限(xian)流保(bao)(bao)護(hu)(hu)等電(dian)路單元(yuan)組成。它是將熱(re)電(dian)偶(ou)(ou)(ou)產生(sheng)的(de)熱(re)電(dian)勢經冷端補(bu)償放大(da)后,再(zai)帽由線(xian)性(xing)(xing)電(dian)路消除(chu)熱(re)電(dian)勢與溫(wen)度(du)的(de)非線(xian)性(xing)(xing)誤(wu)差(cha),最后放大(da)轉換為(wei)4~20mA電(dian)流輸(shu)(shu)(shu)出信(xin)號(hao)。為(wei)防(fang)(fang)止熱(re)電(dian)偶(ou)(ou)(ou)測量(liang)中(zhong)由于電(dian)偶(ou)(ou)(ou)斷絲而(er)使(shi)(shi)控溫(wen)失效(xiao)造(zao)成事故(gu),傳感(gan)器中(zhong)還設有(you)斷電(dian)保(bao)(bao)護(hu)(hu)電(dian)路。當熱(re)電(dian)偶(ou)(ou)(ou)斷絲或(huo)接(jie)(jie)解不良(liang)時,傳感(gan)器會(hui)輸(shu)(shu)(shu)出最大(da)值(28mA)以使(shi)(shi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)切斷電(dian)源。一(yi)體(ti)化溫(wen)度(du)傳感(gan)器具有(you)結構簡(jian)單、節省(sheng)引(yin)線(xian)、輸(shu)(shu)(shu)出信(xin)號(hao)大(da)、抗干擾(rao)能力強、線(xian)性(xing)(xing)好(hao)、顯(xian)示(shi)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)簡(jian)單、固體(ti)模塊抗震(zhen)防(fang)(fang)潮(chao)、有(you)反接(jie)(jie)保(bao)(bao)護(hu)(hu)和限(xian)流保(bao)(bao)護(hu)(hu)、工作可靠等優(you)點。一(yi)體(ti)化溫(wen)度(du)傳感(gan)器的(de)輸(shu)(shu)(shu)出為(wei)統(tong)一(yi)的(de)4~20mA信(xin)號(hao);可與微(wei)機系統(tong)或(huo)其它常規儀(yi)(yi)表(biao)(biao)匹(pi)配使(shi)(shi)用(yong)。也可用(yong)戶要求做(zuo)成防(fang)(fang)爆型或(huo)防(fang)(fang)火型測量(liang)儀(yi)(yi)表(biao)(biao)。
1、浮球式液位(wei)傳感(gan)器
浮球(qiu)式液位傳感器由(you)磁性浮球(qiu)、測(ce)量導(dao)管、信號單(dan)元(yuan)、電子單(dan)元(yuan)、接線盒及安裝(zhuang)件組成。
一般磁(ci)性浮球的(de)比(bi)(bi)重小于0.5,可漂于液面之(zhi)上(shang)并(bing)沿(yan)測量(liang)導管(guan)上(shang)下移動(dong)。導管(guan)內(nei)裝有(you)測量(liang)元(yuan)件,它(ta)可以在外(wai)磁(ci)作用下將被測液位信號轉(zhuan)換成正比(bi)(bi)于液位變化(hua)的(de)電(dian)阻信號,并(bing)將電(dian)子單元(yuan)轉(zhuan)換成4~20mA或其它(ta)標準信號輸(shu)出。該(gai)傳感器為模塊(kuai)電(dian)路(lu),具(ju)有(you)耐(nai)酸、防(fang)(fang)潮、防(fang)(fang)震、防(fang)(fang)腐(fu)蝕(shi)等優點,電(dian)路(lu)內(nei)部含有(you)恒流(liu)反饋電(dian)路(lu)和內(nei)保護電(dian)路(lu),可使輸(shu)出最大電(dian)流(liu)不超過28mA,因而能夠可靠地保護電(dian)源并(bing)使二次儀表(biao)不被損(sun)壞。
2、浮筒式液位傳感器
浮(fu)筒式(shi)液位傳(chuan)感器是(shi)將磁(ci)性浮(fu)球改為浮(fu)筒,它(ta)是(shi)根據阿基米德浮(fu)力原理(li)設(she)計的(de)(de)。浮(fu)筒式(shi)液位傳(chuan)感器是(shi)利用微(wei)小的(de)(de)金屬膜應變傳(chuan)感技術來測量液體的(de)(de)液位、界位或密度的(de)(de)。它(ta)在工(gong)作(zuo)時可以通(tong)過現場(chang)按(an)鍵(jian)來進行常規的(de)(de)設(she)定操作(zuo)。
3、靜壓或(huo)液位(wei)傳(chuan)感器
該傳感(gan)器利(li)用(yong)液體(ti)靜壓(ya)力的(de)測(ce)量原理(li)工作。它一般(ban)選(xuan)用(yong)硅(gui)壓(ya)力測(ce)壓(ya)傳感(gan)器將(jiang)測(ce)量到的(de)壓(ya)力轉(zhuan)換成電(dian)(dian)信號(hao),再(zai)經(jing)放大(da)電(dian)(dian)路放大(da)和補(bu)償電(dian)(dian)路補(bu)償,最后以4~20mA或0~10mA電(dian)(dian)流方式(shi)輸出。
真空度傳感器,采用先進的(de)(de)硅微機械加工技(ji)術生產,以集成硅壓(ya)阻(zu)力(li)(li)(li)敏元件作(zuo)為(wei)傳感器的(de)(de)核心元件制(zhi)成的(de)(de)絕對壓(ya)力(li)(li)(li)變(bian)送器,由(you)于采用硅-硅直接鍵(jian)合(he)或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵(jian)合(he)形成的(de)(de)真空參考壓(ya)力(li)(li)(li)腔,及(ji)一系列無(wu)應(ying)力(li)(li)(li)封(feng)裝技(ji)術及(ji)精(jing)密溫度補償(chang)技(ji)術,因而具有穩定(ding)性優良、精(jing)度高的(de)(de)突出優點,適(shi)用于各種情況下絕對壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)(de)測量(liang)與控制(zhi)。
特點及用途
采用(yong)低(di)量程(cheng)芯片(pian)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)絕壓(ya)封(feng)裝(zhuang),產品(pin)具有高的過載能力。芯片(pian)采用(yong)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)充注(zhu)硅油隔離,不(bu)銹鋼薄膜(mo)過渡(du)傳遞(di)壓(ya)力,具有優良的介質兼容性,適(shi)用(yong)于對316L不(bu)銹鋼不(bu)腐蝕的絕大多數氣液體介質真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)壓(ya)力的測量。真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)度傳染其應用(yong)于各種工業環境的低(di)真(zhen)(zhen)(zhen)空(kong)測量與控制。
電容式物位傳感(gan)器適用(yong)于工業(ye)企業(ye)在生產(chan)過程中進行測量(liang)和控制生產(chan)過程,主要用(yong)作(zuo)類導(dao)電與非(fei)導(dao)電介(jie)質的液(ye)體液(ye)位或粉粒狀固體料位的遠距離連(lian)續測量(liang)和指示。
電(dian)(dian)容(rong)式液(ye)位傳感器(qi)由電(dian)(dian)容(rong)式傳感器(qi)與電(dian)(dian)子模(mo)塊(kuai)電(dian)(dian)路(lu)組(zu)成,它(ta)以兩線制4~20mA恒(heng)定(ding)電(dian)(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)為(wei)基型,經過轉(zhuan)換,可以用三線或四線方式輸(shu)出(chu),輸(shu)出(chu)信號形(xing)成為(wei)1~5V、0~5V、0~10mA等(deng)標準信號。電(dian)(dian)容(rong)傳感器(qi)由絕緣(yuan)電(dian)(dian)極和(he)(he)裝有測量介質的(de)(de)圓柱形(xing)金屬容(rong)器(qi)組(zu)成。當(dang)料位上升時,因非導電(dian)(dian)物料的(de)(de)介電(dian)(dian)常數明顯(xian)小于空(kong)氣的(de)(de)介電(dian)(dian)常數,所以電(dian)(dian)容(rong)量隨著物料高度(du)的(de)(de)變化而變化。傳感器(qi)的(de)(de)模(mo)塊(kuai)電(dian)(dian)路(lu)由基準源、脈寬(kuan)調(diao)制、轉(zhuan)換、恒(heng)流(liu)放大、反饋(kui)和(he)(he)限流(liu)等(deng)單元組(zu)成。采用脈寬(kuan)調(diao)特原(yuan)理進行測量的(de)(de)優點是頻(pin)率較低,對周(zhou)圍元射頻(pin)干擾、穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)、線性(xing)好(hao)、無明顯(xian)溫度(du)漂移等(deng)。
銻(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)酸度(du)(du)傳(chuan)感器是(shi)集(ji)PH檢(jian)測(ce)、自動清洗(xi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)信(xin)號轉換為一體的(de)工(gong)業在線(xian)分析(xi)儀表,它(ta)是(shi)由銻(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)與(yu)參考電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)組成的(de)PH值(zhi)測(ce)量系統(tong)。在被(bei)(bei)測(ce)酸性溶液(ye)中(zhong)(zhong),由于銻(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表面(mian)會生成三(san)(san)(san)氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)氧化(hua)層,這樣在金屬銻(ti)(ti)(ti)面(mian)與(yu)三(san)(san)(san)氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)之間(jian)會形成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位差(cha)。該電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位差(cha)的(de)大小取決于三(san)(san)(san)所氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)的(de)濃度(du)(du),該濃度(du)(du)與(yu)被(bei)(bei)測(ce)酸性溶液(ye)中(zhong)(zhong)氫離子的(de)適度(du)(du)相對應。如果把銻(ti)(ti)(ti)、三(san)(san)(san)氧化(hua)二(er)銻(ti)(ti)(ti)和水溶液(ye)的(de)適度(du)(du)都當作1,其電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位就(jiu)可(ke)用能(neng)斯特公式計算出來。
銻(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)酸度傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)的固體(ti)模塊電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)由兩大(da)部分組(zu)成。為(wei)了現場作(zuo)用的安(an)全起見,電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)部分采用交流(liu)(liu)24V為(wei)二次儀表(biao)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)。這一(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)除為(wei)清洗電(dian)(dian)(dian)(dian)機提供(gong)驅動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)外(wai),還應(ying)(ying)通過電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)轉換(huan)單(dan)元轉換(huan)成相(xiang)應(ying)(ying)的直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya),以供(gong)變送電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)用。第二部分是(shi)測(ce)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),它把來自傳(chuan)感(gan)器(qi)的基準信號和PH酸度信號經放大(da)后(hou)送給(gei)(gei)斜率(lv)調整(zheng)和定(ding)位調整(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),以使(shi)(shi)信號內(nei)阻降低并可調節。將放大(da)后(hou)的PH信號與溫(wen)度被償信號進(jin)行迭加后(hou)再差進(jin)轉換(huan)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu),最(zui)后(hou)輸(shu)出與PH值(zhi)相(xiang)對應(ying)(ying)的4~20mA恒流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)信號給(gei)(gei)二次儀表(biao)以完成顯示并控(kong)制PH值(zhi)。
酸、堿、鹽(yan)(yan)濃度(du)傳感(gan)器(qi)通過(guo)測(ce)量溶液電導值來確(que)定濃度(du)。它可以(yi)在線連續檢測(ce)工業過(guo)程中酸、堿、鹽(yan)(yan)在水溶液中的(de)濃度(du)含量。這(zhe)種(zhong)傳感(gan)器(qi)主(zhu)要應(ying)用于鍋爐(lu)給水處理、化工溶液的(de)配制以(yi)及環保(bao)等(deng)工業生產(chan)過(guo)程。
酸(suan)、堿、鹽濃度傳感器的工作原理(li)是:在一定的范圍內,酸(suan)堿溶液(ye)的濃度與(yu)其電(dian)導率(lv)的大(da)小成比例(li)。因而,只要測出(chu)溶液(ye)電(dian)導率(lv)的大(da)小變可(ke)(ke)得知酸(suan)堿濃度的高低。當(dang)被測溶液(ye)流(liu)(liu)入(ru)專(zhuan)用電(dian)導池時,如果忽略電(dian)極(ji)極(ji)化(hua)和分(fen)布電(dian)容,則可(ke)(ke)以等效(xiao)為一個純電(dian)阻。在有(you)恒壓交變電(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過時,其輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)(liu)與(yu)電(dian)導率(lv)成線性關系(xi),而電(dian)導率(lv)又與(yu)溶液(ye)中酸(suan)、堿濃度成比例(li)關系(xi)。因此只要測出(chu)溶液(ye)電(dian)流(liu)(liu),便(bian)可(ke)(ke)算出(chu)酸(suan)、堿、鹽的濃度。
酸、堿、鹽濃度(du)(du)傳感器主(zhu)要由(you)電(dian)(dian)(dian)導池、電(dian)(dian)(dian)子(zi)模塊(kuai)、顯示表頭和(he)殼體組成。電(dian)(dian)(dian)子(zi)模塊(kuai)電(dian)(dian)(dian)路則由(you)激勵電(dian)(dian)(dian)源、電(dian)(dian)(dian)導池、電(dian)(dian)(dian)導放大器、相敏整流(liu)器、解調器、溫度(du)(du)補(bu)償、過載(zai)保護和(he)電(dian)(dian)(dian)流(liu)轉換等(deng)單(dan)元組成。
它是(shi)通過測量溶(rong)液的(de)電導值來(lai)間接(jie)測量離子濃度的(de)流程儀表(一體(ti)化傳感器),可在線連續檢測工業(ye)過程中水溶(rong)液的(de)電導率(lv)。
由于電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)與(yu)(yu)金(jin)屬導(dao)(dao)體(ti)(ti)一樣的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)良導(dao)(dao)體(ti)(ti),因此電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)流(liu)(liu)過電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)時必有電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)作用,且符合歐姆定(ding)律。但液(ye)(ye)體(ti)(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)溫(wen)度(du)(du)特性與(yu)(yu)金(jin)屬導(dao)(dao)體(ti)(ti)相(xiang)反,具有負向溫(wen)度(du)(du)特性。為區別于金(jin)屬導(dao)(dao)體(ti)(ti),電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)溶液(ye)(ye)的(de)(de)導(dao)(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)能力用電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)(電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)倒(dao)數(shu))或電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)(電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)率(lv)的(de)(de)倒(dao)數(shu))來表示(shi)。當兩(liang)個(ge)互相(xiang)絕緣(yuan)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)組成電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)池時,若(ruo)在其中間放置待(dai)(dai)測溶液(ye)(ye),并通以(yi)恒(heng)壓交變電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),就形(xing)成了電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)回路。如果將電(dian)(dian)(dian)(dian)壓大小(xiao)和電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)尺寸固定(ding),則回路電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)與(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)就存在一定(ding)的(de)(de)函數(shu)關(guan)系。這(zhe)樣,測了待(dai)(dai)測溶液(ye)(ye)中流(liu)(liu)過的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu),就能測出(chu)待(dai)(dai)測溶液(ye)(ye)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)。電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)(dao)傳感器的(de)(de)結構和電(dian)(dian)(dian)(dian)路與(yu)(yu)酸、堿、鹽濃度(du)(du)傳感器相(xiang)同。
壓(ya)力敏(min)和力敏(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、位置傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、液位傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、能耗傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、速(su)度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、加速(su)度傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、射線輻射傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)、熱敏(min)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。
振動傳(chuan)感(gan)器(qi)、濕敏(min)(min)(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)、磁(ci)敏(min)(min)(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)、氣敏(min)(min)(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)、真空度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)、生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi)等。
模(mo)擬傳感器:將被測量的非電(dian)學量轉換成模(mo)擬電(dian)信號。
數字(zi)傳感器(qi):將被測量的非電學量轉換(huan)成數字(zi)輸出信(xin)號(包(bao)括直接和間接轉換(huan))。
膺數字傳感器:將被測(ce)量(liang)的信(xin)(xin)號(hao)量(liang)轉換成頻率信(xin)(xin)號(hao)或短周期信(xin)(xin)號(hao)的輸(shu)出(包(bao)括直接或間接轉換)。
開關(guan)傳(chuan)感器(qi):當(dang)一(yi)個(ge)(ge)被測量(liang)的信號(hao)達到某個(ge)(ge)特定的閾值時,傳(chuan)感器(qi)相應地輸出一(yi)個(ge)(ge)設定的低電平或(huo)高(gao)電平信號(hao)。
集(ji)成傳感(gan)器是用標準的生產硅(gui)基半導體集(ji)成電路的工藝(yi)技術制造的。
通常還(huan)將用(yong)于初步處理被(bei)測信號的部分(fen)電路也集(ji)成在(zai)同一芯片上。
薄(bo)膜(mo)傳感器(qi)則是通過沉積在(zai)介質襯底(基板(ban))上(shang)(shang)的(de),相應敏(min)感材(cai)料(liao)的(de)薄(bo)膜(mo)形成的(de)。使用混(hun)合工(gong)藝(yi)時(shi),同樣可將(jiang)部分電路制造(zao)在(zai)此(ci)基板(ban)上(shang)(shang)。
厚(hou)膜傳感器是(shi)利(li)用相應材料(liao)(liao)的漿料(liao)(liao),涂覆在陶瓷基片(pian)上制成的,基片(pian)通常是(shi)Al2O3制成的,然后(hou)進行(xing)熱處(chu)理,使(shi)厚(hou)膜成形(xing)。
陶瓷傳感器采用(yong)標準的陶瓷工藝(yi)或其某種(zhong)變種(zhong)工藝(yi)(溶膠(jiao)、凝膠(jiao)等)生產。
完成(cheng)適當(dang)的預備性操作之后,已成(cheng)形(xing)的元(yuan)件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷(ci)傳感器這二種(zhong)工藝之間有許多共同特性,在某(mou)些方面,可以(yi)認為厚膜工藝是陶瓷(ci)工藝的一種(zhong)變型。
每種工藝技(ji)術都有自(zi)己的優點和不足。由(you)于研究、開發(fa)和生(sheng)產所需的資(zi)本(ben)投入較低,以及傳感器(qi)參數的高穩定性等原因,采(cai)用(yong)陶瓷和厚膜傳感器(qi)比較合理。
物(wu)理(li)型傳(chuan)感器是利用被測量(liang)物(wu)質的(de)某些物(wu)理(li)性(xing)質發生明(ming)顯變化的(de)特性(xing)制成(cheng)的(de)。
化(hua)(hua)學(xue)(xue)型傳感器(qi)是利用能把(ba)化(hua)(hua)學(xue)(xue)物質的(de)(de)成(cheng)分、濃度等化(hua)(hua)學(xue)(xue)量轉化(hua)(hua)成(cheng)電學(xue)(xue)量的(de)(de)敏感元件制(zhi)成(cheng)的(de)(de)。
生(sheng)物型傳感器(qi)是利用各種(zhong)生(sheng)物或生(sheng)物物質的特性做成(cheng)的,用以檢測與識別生(sheng)物體內化學成(cheng)分(fen)的傳感器(qi)。
基本型傳感(gan)器(qi):是一種最基本的單(dan)個(ge)變(bian)換裝置。
組(zu)合型傳感器:是由不同單個變換裝置組(zu)合而構成的傳感器。
應用型(xing)(xing)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi):是基本型(xing)(xing)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)或組(zu)合(he)型(xing)(xing)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)與其他(ta)機構組(zu)合(he)而構成的傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)。
按作用(yong)形式可分為(wei)主動型(xing)和被(bei)動型(xing)傳感器。
主動型(xing)(xing)傳感器(qi)又有作用(yong)型(xing)(xing)和反(fan)作用(yong)型(xing)(xing),此種傳感器(qi)對被測(ce)對象能發(fa)出一定探(tan)測(ce)信(xin)號(hao),能檢測(ce)探(tan)測(ce)信(xin)號(hao)在被測(ce)對象中(zhong)所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)變(bian)化(hua),或者由(you)探(tan)測(ce)信(xin)號(hao)在被測(ce)對象中(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)某(mou)種效(xiao)應(ying)而形成(cheng)信(xin)號(hao)。檢測(ce)探(tan)測(ce)信(xin)號(hao)變(bian)化(hua)方式的(de)稱(cheng)為(wei)作用(yong)型(xing)(xing),檢測(ce)產(chan)(chan)生(sheng)響應(ying)而形成(cheng)信(xin)號(hao)方式的(de)稱(cheng)為(wei)反(fan)作用(yong)型(xing)(xing)。雷達與(yu)無線(xian)電頻率范圍探(tan)測(ce)器(qi)是作用(yong)型(xing)(xing)實(shi)例,而光(guang)聲效(xiao)應(ying)分析裝置與(yu)激光(guang)分析器(qi)是反(fan)作用(yong)型(xing)(xing)實(shi)例。
被動型傳(chuan)感器(qi)只是接收(shou)被測(ce)對象本身產生的信(xin)號,如紅(hong)外輻(fu)射溫度(du)計、紅(hong)外攝像裝置等。
傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)(tai)特(te)性是指對靜(jing)態(tai)(tai)的(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)信號(hao),傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)量(liang)(liang)與輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)量(liang)(liang)之間所(suo)具有相互關(guan)系。因為這(zhe)時輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)量(liang)(liang)和輸(shu)(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)量(liang)(liang)都和時間無關(guan),所(suo)以(yi)它們(men)之間的(de)(de)關(guan)系,即(ji)傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)靜(jing)態(tai)(tai)特(te)性可用一個不含時間變量(liang)(liang)的(de)(de)代數方程,或以(yi)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)量(liang)(liang)作橫坐標,把與其對應的(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)量(liang)(liang)作縱坐標而(er)畫出(chu)(chu)的(de)(de)特(te)性曲線(xian)來描述。表征傳(chuan)感器(qi)靜(jing)態(tai)(tai)特(te)性的(de)(de)主要(yao)參數有:線(xian)性度(du)、靈敏(min)度(du)、遲(chi)滯、重復性、漂(piao)移等。
1.線性(xing)度:指傳感器(qi)輸(shu)出量(liang)與(yu)輸(shu)入量(liang)之間(jian)的(de)實際(ji)(ji)關系曲線偏離擬(ni)合(he)直線的(de)程(cheng)(cheng)度。定義為在(zai)全(quan)量(liang)程(cheng)(cheng)范圍(wei)內實際(ji)(ji)特(te)性(xing)曲線與(yu)擬(ni)合(he)直線之間(jian)的(de)最大偏差值(zhi)與(yu)滿量(liang)程(cheng)(cheng)輸(shu)出值(zhi)之比。
2.靈(ling)敏度:靈(ling)敏度是傳感(gan)器靜態特性的(de)一個重要指標。其定義為輸(shu)出(chu)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)量(liang)(liang)與(yu)引起該增(zeng)量(liang)(liang)的(de)相(xiang)應輸(shu)入量(liang)(liang)增(zeng)量(liang)(liang)之比。用S表示靈(ling)敏度。
3.遲(chi)滯(zhi):傳感器在輸(shu)入量(liang)由(you)(you)小(xiao)到大(da)(正行(xing)(xing)(xing)程)及輸(shu)入量(liang)由(you)(you)大(da)到小(xiao)(反行(xing)(xing)(xing)程)變化期間其輸(shu)入輸(shu)出特性(xing)曲(qu)線不重合的現象成為遲(chi)滯(zhi)。對于同一大(da)小(xiao)的輸(shu)入信(xin)號,傳感器的正反行(xing)(xing)(xing)程輸(shu)出信(xin)號大(da)小(xiao)不相等(deng),這個差值稱為遲(chi)滯(zhi)差值。
4.重復(fu)(fu)性:重復(fu)(fu)性是(shi)指傳感器(qi)在輸入量按(an)同一方向作(zuo)全量程連續多次變化時,所得特性曲線不一致(zhi)的(de)程度。
5.漂移(yi):傳感(gan)器(qi)的(de)漂移(yi)是指(zhi)在輸入量(liang)不(bu)變的(de)情況下,傳感(gan)器(qi)輸出(chu)量(liang)隨著時間變化,此現(xian)象(xiang)稱為漂移(yi)。產生漂移(yi)的(de)原(yuan)因有兩個方(fang)面(mian):一是傳感(gan)器(qi)自身結構參數(shu);二(er)是周圍(wei)環境(如溫度、濕度等)。
6.分辨力(li):當傳(chuan)感器的(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)從非零值緩(huan)慢增(zeng)加(jia)時,在超過(guo)某一增(zeng)量(liang)后(hou)輸(shu)(shu)出發(fa)生可觀測的(de)(de)變化(hua),這(zhe)個輸(shu)(shu)入(ru)增(zeng)量(liang)稱傳(chuan)感器的(de)(de)分辨力(li),即最(zui)小輸(shu)(shu)入(ru)增(zeng)量(liang)。
7.閾(yu)值(zhi):當傳(chuan)感(gan)器的輸(shu)入(ru)從(cong)零值(zhi)開始緩慢(man)增加(jia)時(shi),在(zai)達(da)到(dao)某(mou)一值(zhi)后(hou)輸(shu)出發(fa)生可觀測的變化,這個輸(shu)入(ru)值(zhi)稱傳(chuan)感(gan)器的閾(yu)值(zhi)電(dian)壓。
所(suo)謂動態特(te)性,是(shi)(shi)指(zhi)傳感(gan)(gan)器在輸入(ru)變化時,它的(de)(de)(de)輸出的(de)(de)(de)特(te)性。在實(shi)際工作中,傳感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)動態特(te)性常(chang)(chang)用(yong)它對(dui)某些標準(zhun)(zhun)輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)來表(biao)示。這是(shi)(shi)因(yin)為(wei)傳感(gan)(gan)器對(dui)標準(zhun)(zhun)輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)容易(yi)用(yong)實(shi)驗方法求得,并且它對(dui)標準(zhun)(zhun)輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)與(yu)它對(dui)任意輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)之(zhi)間存(cun)在一定的(de)(de)(de)關(guan)系(xi),往(wang)(wang)往(wang)(wang)知道(dao)了前者就能推定后(hou)者。最(zui)常(chang)(chang)用(yong)的(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)有(you)階(jie)躍信(xin)號(hao)(hao)和(he)正弦信(xin)號(hao)(hao)兩種,所(suo)以傳感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)動態特(te)性也常(chang)(chang)用(yong)階(jie)躍響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)和(he)頻率響(xiang)(xiang)應(ying)(ying)來表(biao)示。
通常情況(kuang)下,傳感(gan)器的(de)(de)實際靜態特(te)性輸出是條曲線而非直(zhi)線。在實際工作中,為使儀(yi)表具有均勻刻度的(de)(de)讀(du)數,常用(yong)一條擬合(he)直(zhi)線近似地代(dai)表實際的(de)(de)特(te)性曲線、線性度(非線性誤差)就是這(zhe)個(ge)近似程度的(de)(de)一個(ge)性能(neng)指標。
擬(ni)(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)的(de)選取有(you)多種方(fang)法。如將零輸入和滿量(liang)程輸出點相連(lian)的(de)理論直(zhi)線(xian)(xian)(xian)作為(wei)(wei)擬(ni)(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)線(xian)(xian)(xian);或將與(yu)特性(xing)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)上(shang)各點偏差的(de)平(ping)方(fang)和為(wei)(wei)最小(xiao)的(de)理論直(zhi)線(xian)(xian)(xian)作為(wei)(wei)擬(ni)(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)線(xian)(xian)(xian),此擬(ni)(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)稱為(wei)(wei)最小(xiao)二乘法擬(ni)(ni)合(he)(he)(he)直(zhi)線(xian)(xian)(xian)。
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變(bian)(bian)化△y對(dui)輸入(ru)量變(bian)(bian)化△x的比值。
它是輸出(chu)一(yi)輸入特(te)性(xing)曲線的(de)斜(xie)率。如(ru)果傳感(gan)器的(de)輸出(chu)和(he)輸入之間顯線性(xing)關系,則靈(ling)敏度S是一(yi)個(ge)常(chang)數(shu)。否則,它將隨輸入量的(de)變(bian)化而變(bian)化。
靈(ling)敏度(du)的量(liang)綱是輸出、輸入(ru)量(liang)的量(liang)綱之比。例(li)如(ru),某位移傳感器(qi),在(zai)位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈(ling)敏度(du)應表示(shi)為200mV/mm。
當傳感器的輸(shu)(shu)出、輸(shu)(shu)入量的量綱相同時(shi),靈敏(min)度可理解為(wei)放大倍數。
提高靈敏度(du),可(ke)得到較高的測(ce)量精度(du)。但靈敏度(du)愈高,測(ce)量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。
分辨率(lv)是指傳(chuan)(chuan)感(gan)器可感(gan)受到的被測量的最小變(bian)(bian)(bian)化的能力(li)。也就是說,如(ru)果輸(shu)(shu)入(ru)量從某一(yi)(yi)非零值(zhi)緩慢地變(bian)(bian)(bian)化。當輸(shu)(shu)入(ru)變(bian)(bian)(bian)化值(zhi)未超過某一(yi)(yi)數(shu)值(zhi)時,傳(chuan)(chuan)感(gan)器的輸(shu)(shu)出(chu)不會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化,即傳(chuan)(chuan)感(gan)器對此(ci)輸(shu)(shu)入(ru)量的變(bian)(bian)(bian)化是分辨不出(chu)來的。只(zhi)有當輸(shu)(shu)入(ru)量的變(bian)(bian)(bian)化超過分辨率(lv)時,其輸(shu)(shu)出(chu)才會(hui)發(fa)生變(bian)(bian)(bian)化。
通常傳感器在(zai)滿量(liang)程(cheng)(cheng)范圍(wei)內各點的分(fen)辨率(lv)并不相(xiang)同,因此常用滿量(liang)程(cheng)(cheng)中能(neng)使輸(shu)出量(liang)產生(sheng)階躍變(bian)化的輸(shu)入量(liang)中的最大變(bian)化值作(zuo)為(wei)衡(heng)量(liang)分(fen)辨率(lv)的指(zhi)標。上述指(zhi)標若(ruo)用滿量(liang)程(cheng)(cheng)的百分(fen)比表示,則稱(cheng)為(wei)分(fen)辨率(lv)。分(fen)辨率(lv)與傳感器的穩定性(xing)有負相(xiang)相(xiang)關性(xing)。
要進行—個具(ju)體的(de)(de)測(ce)量(liang)工作,首先要考慮(lv)采用何種(zhong)原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi),這(zhe)需(xu)要分(fen)析多方面的(de)(de)因(yin)素之后才能(neng)確定(ding)。因(yin)為,即使是(shi)測(ce)量(liang)同一(yi)物理量(liang),也(ye)有多種(zhong)原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)可供選用,哪一(yi)種(zhong)原(yuan)理的(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)更為合適,則需(xu)要根據被測(ce)量(liang)的(de)(de)特點(dian)和傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)使用條件考慮(lv)以下一(yi)些具(ju)體問題:量(liang)程的(de)(de)大小;被測(ce)位置對傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)體積(ji)的(de)(de)要求;測(ce)量(liang)方式(shi)為接觸式(shi)還是(shi)非接觸式(shi);信號的(de)(de)引出方法,有線(xian)或(huo)是(shi)非接觸測(ce)量(liang);傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)來源(yuan),國產還是(shi)進口,價格(ge)能(neng)否承受,還是(shi)自行研制。
在考(kao)慮上述問題(ti)之(zhi)后就能(neng)確定選用何種類型的傳感(gan)器,然(ran)后再考(kao)慮傳感(gan)器的具(ju)體性能(neng)指標(biao)。
通常,在傳感(gan)(gan)器的(de)線(xian)性范圍(wei)內,希(xi)望(wang)傳感(gan)(gan)器的(de)靈敏(min)度越高(gao)(gao)越好。因(yin)為只有(you)靈敏(min)度高(gao)(gao)時,與被測量(liang)變(bian)化對應的(de)輸出信(xin)(xin)號(hao)的(de)值才比較(jiao)大,有(you)利于信(xin)(xin)號(hao)處理。但要(yao)注(zhu)意的(de)是,傳感(gan)(gan)器的(de)靈敏(min)度高(gao)(gao),與被測量(liang)無關的(de)外界噪聲也(ye)容易(yi)混入(ru),也(ye)會被放大系(xi)統放大,影響測量(liang)精度。因(yin)此,要(yao)求(qiu)傳感(gan)(gan)器本身應具有(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)信(xin)(xin)噪比,盡量(liang)減少從(cong)外界引入(ru)的(de)干擾信(xin)(xin)號(hao)。
傳感器的(de)靈敏度是有方向性(xing)的(de)。當被(bei)測(ce)(ce)量(liang)是單向量(liang),而(er)且對其(qi)方向性(xing)要求(qiu)(qiu)較高,則應選(xuan)擇其(qi)它方向靈敏度小(xiao)的(de)傳感器;如(ru)果(guo)被(bei)測(ce)(ce)量(liang)是多維向量(liang),則要求(qiu)(qiu)傳感器的(de)交(jiao)叉靈敏度越(yue)小(xiao)越(yue)好。
傳(chuan)感器(qi)的頻(pin)率(lv)響應(ying)特(te)性決定了被測量的頻(pin)率(lv)范圍,必須在(zai)允許(xu)頻(pin)率(lv)范圍內保(bao)持不(bu)失真。實際上傳(chuan)感器(qi)的響應(ying)總有—定延遲(chi),希望(wang)延遲(chi)時間越(yue)短越(yue)好(hao)。
傳感器的頻率響(xiang)應越高,可測的信號頻率范(fan)圍就(jiu)越寬。
在動態測量中,應(ying)根據信號的(de)特點(dian)(穩態、瞬態、隨機等)響應(ying)特性,以免產生過大的(de)誤差(cha)。
傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)線(xian)形范(fan)圍是指(zhi)輸(shu)出與(yu)輸(shu)入成正比的(de)(de)范(fan)圍。以理(li)論上講,在此范(fan)圍內(nei),靈敏度保持定(ding)值。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)線(xian)性范(fan)圍越寬,則其(qi)量程越大,并且能保證一定(ding)的(de)(de)測(ce)量精(jing)度。在選擇傳(chuan)感(gan)器(qi)時,當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)種類(lei)確定(ding)以后首先要(yao)看(kan)其(qi)量程是否滿足(zu)要(yao)求。
但實際上,任何傳感器(qi)都不能保證(zheng)絕對的(de)(de)線(xian)(xian)性(xing),其線(xian)(xian)性(xing)度(du)也(ye)是相對的(de)(de)。當所要求(qiu)測量(liang)精(jing)度(du)比較低時,在一定的(de)(de)范圍內,可將非線(xian)(xian)性(xing)誤差較小的(de)(de)傳感器(qi)近似看作線(xian)(xian)性(xing)的(de)(de),這會給(gei)測量(liang)帶來極大的(de)(de)方便。
傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)使(shi)用(yong)一段時間后,其性能(neng)保(bao)持不變(bian)的(de)能(neng)力(li)稱(cheng)為穩(wen)定性。影響傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)長期穩(wen)定性的(de)因(yin)素除傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)本(ben)身結(jie)構外,主(zhu)要是傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)環(huan)(huan)境。因(yin)此,要使(shi)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)具有良好的(de)穩(wen)定性,傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)必須要有較(jiao)強的(de)環(huan)(huan)境適應能(neng)力(li)。
在選擇(ze)傳(chuan)(chuan)感器之(zhi)前(qian),應(ying)對其使(shi)用環境(jing)(jing)進行調查,并根據具體的使(shi)用環境(jing)(jing)選擇(ze)合(he)適(shi)的傳(chuan)(chuan)感器,或采(cai)取適(shi)當的措施,減小環境(jing)(jing)的影響。
傳感器(qi)的(de)穩定性有定量(liang)指標(biao),在(zai)超過使(shi)用期后,在(zai)使(shi)用前應重新進行(xing)標(biao)定,以確定傳感器(qi)的(de)性能是否發(fa)生變化。
在(zai)某些要求(qiu)傳感器(qi)能(neng)長期(qi)使用(yong)(yong)而(er)又不能(neng)輕易(yi)更(geng)換或標定的場合(he),所選用(yong)(yong)的傳感器(qi)穩定性(xing)要求(qiu)更(geng)嚴(yan)格(ge),要能(neng)夠(gou)經(jing)受(shou)住長時(shi)間的考驗。
精(jing)度(du)是傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)性能指標,它是關系到(dao)整個測(ce)量(liang)系統(tong)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)的(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)環節。傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du)越高(gao),其價格越昂貴(gui),因(yin)此,傳(chuan)感(gan)器的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du)只要(yao)(yao)滿(man)足整個測(ce)量(liang)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du)要(yao)(yao)求就(jiu)可以,不必(bi)選得過高(gao)。這樣就(jiu)可以在滿(man)足同一測(ce)量(liang)目的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)諸(zhu)多傳(chuan)感(gan)器中選擇比較(jiao)便(bian)宜和(he)簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)感(gan)器阿特拉斯空壓機(ji)配件。
如果(guo)測(ce)量(liang)目的(de)是定性分(fen)析(xi)(xi)的(de),選(xuan)用重復精(jing)度(du)(du)(du)高的(de)傳感(gan)(gan)器(qi)即可(ke),不宜選(xuan)用絕對量(liang)值精(jing)度(du)(du)(du)高的(de);如果(guo)是為了(le)定量(liang)分(fen)析(xi)(xi),必須獲得(de)精(jing)確的(de)測(ce)量(liang)值,就(jiu)需選(xuan)用精(jing)度(du)(du)(du)等級能(neng)滿足要求的(de)傳感(gan)(gan)器(qi)。
對某(mou)些特殊使用(yong)場合,無法選到合適的傳感(gan)器,則需自行設(she)計(ji)制造傳感(gan)器。自制傳感(gan)器的性能(neng)應(ying)滿足(zu)使用(yong)要求(qiu)。
1.傳感器
能感(gan)受規(gui)定的(de)(de)被測(ce)量并(bing)按(an)照(zhao)一(yi)定的(de)(de)規(gui)律轉換成可用輸出信號的(de)(de)器件(jian)或裝置。通常(chang)有敏感(gan)元(yuan)件(jian)和轉換元(yuan)件(jian)組成。
(1)敏感元件是指(zhi)傳感器中(zhong)能直接(或(huo)響應)被(bei)測(ce)量的部分。
(2)轉換元件指(zhi)傳感器中能較(jiao)敏感元件感受(或響應)的(de)被(bei)測(ce)量(liang)轉換成是與(yu)傳輸和(或)測(ce)量(liang)的(de)電信號(hao)部分。
(3)當輸出為規定的(de)標準信號時(shi),則稱為變(bian)送器。
2.測(ce)量范圍
在允許(xu)誤差限內(nei)被測量值的(de)范圍(wei)。
3.量程(cheng)
測量范圍上限值和(he)下(xia)限值的(de)代數(shu)差。
4.精確度
被測(ce)量(liang)的測(ce)量(liang)結果與真值間的一(yi)致程(cheng)度。
5.重復性
在所有(you)下述條件下,對同(tong)一被測的量進(jin)行多次(ci)連續測量所得(de)結果之間的符合(he)程(cheng)度:
相同測(ce)量方法;
相同(tong)觀測者;
相(xiang)同測量(liang)儀器(qi);
相(xiang)同地(di)點(dian);
相同使用條件;
在短(duan)時期內的重復。
6.分辨力
傳感器在規(gui)定測(ce)量(liang)范圍(wei)內可能檢測(ce)出的(de)被測(ce)量(liang)的(de)最小變化量(liang)。
7.閾值(zhi)
能使傳感器(qi)輸出端產生(sheng)可(ke)測變(bian)化量的被測量的最小(xiao)變(bian)化量。
8.零(ling)位
使輸出的絕對值為最小的狀態,例(li)如(ru)平衡狀態。
9.激(ji)勵
為(wei)使傳感器(qi)正常(chang)工作(zuo)而施加的外部能(neng)量(liang)(電(dian)壓(ya)或電(dian)流)。
10.最(zui)大(da)激勵(li)
在市(shi)內條件下(xia),能夠(gou)施加到傳(chuan)感器上(shang)的(de)激勵電壓或電流的(de)最大值。
11.輸入阻抗
在輸(shu)出端短路時,傳感器輸(shu)入端測(ce)得的阻抗(kang)。
12.輸出
有傳感器產(chan)生的(de)與外加(jia)被(bei)測量成函(han)數關系(xi)的(de)電量。
13.輸(shu)出阻抗
在輸(shu)入(ru)端(duan)短路時,傳感(gan)器輸(shu)出端(duan)測(ce)得的阻抗。
14.零點輸出
在室內條件下,所加(jia)被測量為零時傳(chuan)感器的輸出。
15.滯后
在規定的(de)范圍內,當被測量值增加(jia)和(he)減少時,輸出中(zhong)出現(xian)的(de)最(zui)大差值。
16.遲后(hou)
輸(shu)出信(xin)號變(bian)化相對(dui)于輸(shu)入信(xin)號變(bian)化的時間延遲。
17.漂移
在一定的時間間隔內,傳感器(qi)輸出中(zhong)有與(yu)被(bei)測量無關的不(bu)需要的變(bian)化量。
18.零點漂移
在規定的時間(jian)間(jian)隔及室內條(tiao)件下零點輸出時的變化。
19.靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。
20.靈敏度漂(piao)移
由于靈敏度(du)的變化而引起的校準曲線斜率(lv)的變化。
21.熱靈敏(min)度漂(piao)移(yi)
由于靈敏(min)度的變化而引起的靈敏(min)度漂(piao)移。
22.熱零(ling)點漂移
由于周(zhou)圍溫度變化(hua)而引(yin)起(qi)的零(ling)點漂移。
23.線性度(du)
校準曲線(xian)與(yu)某一(yi)規(gui)定直線(xian)一(yi)致的程度(du)。
24.非線性度
校準(zhun)曲線與某(mou)一規定直線偏離的程度。
25.長(chang)期(qi)穩定(ding)性
傳感器在規定的(de)(de)時(shi)間(jian)內(nei)仍能(neng)(neng)保持不超(chao)過允許(xu)誤差的(de)(de)能(neng)(neng)力。
26.固有(you)頻率
在無阻力時,傳(chuan)感器的自(zi)由(不加外力)振蕩(dang)頻率。
27.響應(ying)
輸出(chu)時被測(ce)量變化(hua)的特性。
28.補償溫度范(fan)圍(wei)
使傳感器(qi)保持量程和(he)規定極限內的零(ling)平衡所補償的溫度范圍。
29.蠕變
當(dang)被測量機(ji)器多(duo)有環境條件保持恒定時(shi),在規定時(shi)間(jian)內輸出量的變化。
30.絕緣電阻
如無其(qi)他規(gui)定,指在室溫條件(jian)下施加規(gui)定的直流(liu)電(dian)壓時(shi),從(cong)傳感器(qi)規(gui)定絕緣部分之間測(ce)得(de)的電(dian)阻值。
環境(jing)給傳感器造成的影響主要有以下幾(ji)個方面(mian):
(1)高溫(wen)環(huan)境對(dui)傳感器(qi)造成(cheng)涂覆(fu)材(cai)料(liao)熔(rong)化(hua)、焊點開化(hua)、彈性體內應力發生結構變化(hua)等問題(ti)。對(dui)于高溫(wen)環(huan)境下工作的傳感器(qi)常(chang)采用(yong)耐高溫(wen)傳感器(qi);另外,必須加有隔熱、水冷或氣(qi)冷等裝置(zhi)。
(2)粉塵、潮濕對傳感(gan)器(qi)造成短路的影響(xiang)。在(zai)此環境條件下應選用密閉(bi)性(xing)很(hen)高的傳感(gan)器(qi)。不同的傳感(gan)器(qi)其密封(feng)的方式(shi)是不同的,其密閉(bi)性(xing)存在(zai)著(zhu)很(hen)大差異。
常見的(de)密(mi)封(feng)(feng)有密(mi)封(feng)(feng)膠充填(tian)或涂覆;橡(xiang)膠墊機械(xie)緊固密(mi)封(feng)(feng);焊(han)接(jie)(氬弧焊(han)、等離子(zi)束焊(han))和抽真空充氮密(mi)封(feng)(feng)。
從(cong)密(mi)(mi)封(feng)(feng)效果來看,焊接密(mi)(mi)封(feng)(feng)為最(zui)佳,充填涂覆密(mi)(mi)封(feng)(feng)膠為最(zui)差。對(dui)于室內干(gan)凈、干(gan)燥(zao)環境(jing)下工作的(de)傳(chuan)感器(qi),可選擇(ze)涂膠密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)傳(chuan)感器(qi),而對(dui)于一些在潮濕、粉塵性較高(gao)的(de)環境(jing)下工作的(de)傳(chuan)感器(qi),應選擇(ze)膜片熱套密(mi)(mi)封(feng)(feng)或膜片焊接密(mi)(mi)封(feng)(feng)、抽真空充氮的(de)傳(chuan)感器(qi)。
(3)在腐(fu)蝕性(xing)較高的環境下,如潮(chao)濕(shi)、酸性(xing)對傳感(gan)器造(zao)成彈(dan)性(xing)體(ti)受損或(huo)產生短路等(deng)影響,應選擇外表(biao)面進(jin)行過(guo)噴塑(su)或(huo)不銹鋼外罩,抗腐(fu)蝕性(xing)能好且密閉性(xing)好的傳感(gan)器。
(4)電磁場對傳(chuan)感器輸出(chu)紊亂(luan)信號(hao)的影響。在此情(qing)況下,應對傳(chuan)感器的屏蔽性進行嚴格檢查,看(kan)其是否具(ju)有良(liang)好的抗電磁能力。
(5)易(yi)燃、易(yi)爆不僅(jin)(jin)對傳感(gan)器造成徹底性(xing)的損害,而且還給其它設備和(he)人身安全(quan)造成很大的威(wei)脅(xie)。因此,在易(yi)燃、易(yi)爆環(huan)境下(xia)工作的傳感(gan)器對防(fang)爆性(xing)能提出了更(geng)高的要(yao)求:在易(yi)燃、易(yi)爆環(huan)境下(xia)必須選用防(fang)爆傳感(gan)器,這種傳感(gan)器的密封外罩不僅(jin)(jin)要(yao)考(kao)慮(lv)其密閉性(xing),還要(yao)考(kao)慮(lv)到防(fang)爆強(qiang)度,以及(ji)電纜(lan)線引出頭的防(fang)水、防(fang)潮、防(fang)爆性(xing)等。
對(dui)傳感器數量和量程的選擇:
傳感器數(shu)(shu)(shu)量的選擇是根(gen)據(ju)電(dian)子(zi)衡器的用(yong)(yong)(yong)途、秤(cheng)(cheng)體(ti)需要支撐(cheng)的點數(shu)(shu)(shu)(支撐(cheng)點數(shu)(shu)(shu)應根(gen)據(ju)使秤(cheng)(cheng)體(ti)幾(ji)何重(zhong)(zhong)心和(he)實際(ji)重(zhong)(zhong)心重(zhong)(zhong)合的原(yuan)則而確定(ding))而定(ding)。一般(ban)來說,秤(cheng)(cheng)體(ti)有幾(ji)個支撐(cheng)點就(jiu)選用(yong)(yong)(yong)幾(ji)只傳感器,但(dan)是對于一些(xie)(xie)特(te)殊的秤(cheng)(cheng)體(ti)如電(dian)子(zi)吊(diao)鉤秤(cheng)(cheng)就(jiu)只能采用(yong)(yong)(yong)一個傳感器,一些(xie)(xie)機電(dian)結合秤(cheng)(cheng)就(jiu)應根(gen)據(ju)實際(ji)情況(kuang)來確定(ding)選用(yong)(yong)(yong)傳感器的個數(shu)(shu)(shu)。
傳(chuan)感(gan)器(qi)量(liang)(liang)(liang)程(cheng)的(de)選擇可依(yi)據秤(cheng)的(de)最(zui)大(da)稱量(liang)(liang)(liang)值、選用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)個數(shu)、秤(cheng)體(ti)的(de)自(zi)重(zhong)(zhong)、可能產生的(de)最(zui)大(da)偏載(zai)及動(dong)載(zai)等(deng)因素綜合評價來(lai)確定。一般(ban)來(lai)說,傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)量(liang)(liang)(liang)程(cheng)越接近分配到每個傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)載(zai)荷,其稱量(liang)(liang)(liang)的(de)準確度(du)就越高。但在實際使用(yong)時,由于加在傳(chuan)感(gan)器(qi)上的(de)載(zai)荷除(chu)被(bei)稱物體(ti)外,還存在秤(cheng)體(ti)自(zi)重(zhong)(zhong)、皮重(zhong)(zhong)、偏載(zai)及振動(dong)沖擊等(deng)載(zai)荷,因此選用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)量(liang)(liang)(liang)程(cheng)時,要考慮諸多方面(mian)的(de)因素,保證(zheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)安全和壽命。
傳感器量(liang)程(cheng)的(de)計(ji)算公式(shi)是(shi)在充分考慮到影(ying)響秤體(ti)的(de)各個(ge)因素后(hou),經過大(da)量(liang)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—保險系數(shu),一般取值在(zai)1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的(de)重心(xin)偏移系數
K-3—風(feng)壓系數
根據(ju)經驗,一(yi)般應使(shi)傳(chuan)感(gan)器工(gong)作在(zai)其30%~70%量程(cheng)(cheng)內(nei),但對于(yu)一(yi)些在(zai)使(shi)用過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)存在(zai)較(jiao)大沖擊力的(de)衡器,如(ru)動態軌道衡、動態汽(qi)車衡、鋼材秤等,在(zai)選用傳(chuan)感(gan)器時,一(yi)般要擴大其量程(cheng)(cheng),使(shi)傳(chuan)感(gan)器工(gong)作在(zai)其量程(cheng)(cheng)的(de)20%~30%之內(nei),使(shi)傳(chuan)感(gan)器的(de)稱量儲備(bei)量增大,以保(bao)證傳(chuan)感(gan)器的(de)使(shi)用安(an)全和(he)壽(shou)命。
要考慮各種類型傳感器的適(shi)用(yong)范圍:
傳感器的(de)(de)準確度等(deng)(deng)級(ji)(ji)包括傳感器的(de)(de)非線形(xing)、蠕變、蠕變恢復、滯(zhi)后、重復性、靈敏度等(deng)(deng)技術指標。在選(xuan)用(yong)傳感器的(de)(de)時候(hou),不要(yao)單(dan)純追求(qiu)高等(deng)(deng)級(ji)(ji)的(de)(de)傳感器,而既要(yao)考慮滿(man)足電子秤的(de)(de)準確度要(yao)求(qiu),又(you)要(yao)考慮其成本。
對傳感(gan)器等級的選擇必須滿足(zu)下(xia)列兩個條件:
1.滿(man)足儀(yi)表(biao)輸入(ru)的(de)(de)要(yao)求。稱重顯(xian)示儀(yi)表(biao)是對傳感(gan)(gan)器的(de)(de)輸出(chu)信號經過放大、A/D轉換等(deng)(deng)處理(li)之后顯(xian)示稱量結(jie)果(guo)的(de)(de)。因此,傳感(gan)(gan)器的(de)(de)輸出(chu)信號必須大于或等(deng)(deng)于儀(yi)表(biao)要(yao)求的(de)(de)輸入(ru)信號大小,即將傳感(gan)(gan)器的(de)(de)輸出(chu)靈敏(min)(min)度代(dai)人傳感(gan)(gan)器和儀(yi)表(biao)的(de)(de)匹配公式,計算結(jie)果(guo)須大于或等(deng)(deng)于儀(yi)表(biao)要(yao)求的(de)(de)輸入(ru)靈敏(min)(min)度。
2.滿足(zu)整臺電子秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)準(zhun)確(que)度(du)的(de)要(yao)求。一臺電子秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)主要(yao)是由秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)體、傳(chuan)(chuan)感器、儀(yi)表三部分組成,在(zai)對(dui)傳(chuan)(chuan)感器準(zhun)確(que)度(du)選擇的(de)時候(hou),應使傳(chuan)(chuan)感器的(de)準(zhun)確(que)度(du)略(lve)高于理論(lun)計算值(zhi),因為理論(lun)往往受到(dao)(dao)客觀條件的(de)限(xian)制,如秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)體的(de)強度(du)差一點(dian),儀(yi)表的(de)性能(neng)不是很好(hao)、秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)工(gong)作環境比較惡劣等(deng)因素都直(zhi)接影響到(dao)(dao)秤(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)準(zhun)確(que)度(du)要(yao)求,因此要(yao)從各方面提高要(yao)求,又(you)要(yao)考(kao)慮(lv)經濟效益,確(que)保達到(dao)(dao)目的(de)。
與傳感器相(xiang)關(guan)的(de)現(xian)行(xing)國家標準
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GB/T13823.5-1992振動與沖擊傳(chuan)感器的(de)校準方法安裝(zhuang)力(li)矩靈敏度測(ce)試
GB/T13823.6-1992振動與(yu)沖擊傳感器的校準(zhun)方法基座應變(bian)靈敏(min)度測試
GB/T13823.8-1994振(zhen)動與沖(chong)擊傳感器(qi)的校準方法橫向振(zhen)動靈敏度測(ce)試
GB/T13823.9-1994振動(dong)與沖擊傳(chuan)感器的校準方法橫向沖擊靈敏度測試
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GB/T13823.14-1995振動與沖擊傳(chuan)感器(qi)的校準方法(fa)離心機(ji)法(fa)一次校準
GB/T13823.15-1995振動與沖擊(ji)傳(chuan)感器的校準方法(fa)瞬變溫度(du)(du)靈敏度(du)(du)測試法(fa)
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GB/T13866-1992振動與沖擊測(ce)量描述慣(guan)性式傳感器特性的規(gui)定
中國傳(chuan)(chuan)感器產業正(zheng)處于由傳(chuan)(chuan)統型(xing)向新(xin)型(xing)傳(chuan)(chuan)感器發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)關鍵(jian)階段,它體現了新(xin)型(xing)傳(chuan)(chuan)感器向微型(xing)化(hua)(hua)、多功能化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、智(zhi)能化(hua)(hua)、系統化(hua)(hua)和網(wang)絡化(hua)(hua)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)總趨勢。傳(chuan)(chuan)感器技(ji)術(shu)歷(li)經了多年的(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan),其技(ji)術(shu)的(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)大體可分(fen)三代:
第一(yi)代是結構型(xing)傳感(gan)器,它(ta)利(li)用結構參(can)量變(bian)化來感(gan)受和轉化信號。
第二(er)代是上70年代發展起來的固體型傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi),這(zhe)種傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)由(you)半導體、電介質、磁(ci)性材料(liao)等固體元件構成(cheng),是利用材料(liao)某些特性制成(cheng)。如:利用熱(re)(re)電效應(ying)、霍爾(er)效應(ying)、光(guang)(guang)敏效應(ying),分別(bie)制成(cheng)熱(re)(re)電偶傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、霍爾(er)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)、光(guang)(guang)敏傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)。
第三代傳(chuan)感器(qi)是(shi)以后剛(gang)剛(gang)發展起來的(de)智(zhi)能(neng)型傳(chuan)感器(qi),是(shi)微型計算機技術(shu)與檢測技術(shu)相結合的(de)產(chan)物,使傳(chuan)感器(qi)具有(you)一(yi)定的(de)人(ren)工智(zhi)能(neng)。
傳感器技(ji)術及其產業的特點(dian)可以歸納(na)為(wei):基礎、應(ying)用(yong)兩頭依附;技(ji)術、投資兩個密集;產品、產業兩大(da)分(fen)散。
基礎依附(fu),是指(zhi)傳(chuan)感器技(ji)(ji)術的(de)發展依附(fu)于敏(min)感機(ji)理、敏(min)感材料、工藝設備(bei)和計測技(ji)(ji)術這四塊(kuai)基石(shi)。敏(min)感機(ji)理千差(cha)萬別,敏(min)感材料多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣,工藝設備(bei)各不相同,計測技(ji)(ji)術大相徑庭(ting),沒(mei)有(you)上述四塊(kuai)基石(shi)的(de)支撐,傳(chuan)感器技(ji)(ji)術難以為繼。
應用依附是指傳感(gan)(gan)器技(ji)術基本上屬于(yu)應用技(ji)術,其市(shi)場(chang)開(kai)發(fa)多(duo)依賴于(yu)檢測裝置和(he)自動控制系統的(de)應用,才能真(zhen)正體現(xian)出它(ta)的(de)高附加效益并(bing)形成現(xian)實市(shi)場(chang)。也即發(fa)展傳感(gan)(gan)器技(ji)術要以市(shi)場(chang)為導向,實行(xing)需求牽引。
技術(shu)密集(ji)(ji)是指傳(chuan)感器在研(yan)制和制造(zao)過程中技術(shu)的(de)多(duo)樣(yang)性、邊緣性、綜合性和技藝(yi)性。它是多(duo)種(zhong)高技術(shu)的(de)集(ji)(ji)合產物(wu)。由于技術(shu)密集(ji)(ji)也(ye)自然要求人才密集(ji)(ji)。
投(tou)資(zi)(zi)密集(ji)是指研究(jiu)開發和生產某一(yi)種傳(chuan)感器(qi)產品要(yao)求一(yi)定的投(tou)資(zi)(zi)強度(du),尤其是在工程(cheng)化(hua)研究(jiu)以及建立規模經濟生產線時,更要(yao)求較(jiao)大的投(tou)資(zi)(zi)。
產品結構(gou)和產業(ye)結構(gou)的(de)(de)兩(liang)大(da)分散是指傳感器(qi)產品門(men)類(lei)品種繁多(共(gong)10大(da)類(lei)、42小類(lei)近6000個品種),其應用(yong)滲透到各個產業(ye)部(bu)門(men),它的(de)(de)發展既有(you)各產業(ye)發展的(de)(de)推動力,又強(qiang)烈地依(yi)賴于各產業(ye)的(de)(de)支撐作用(yong)。只(zhi)有(you)按照市場需求,不斷調整(zheng)產業(ye)結構(gou)和產品結構(gou),才能實(shi)現傳感器(qi)產業(ye)的(de)(de)全面、協調、持續發展。