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傳感器的基本知識與介紹

時間:2024/12/27閱讀:28
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  一、傳感器的定義
  國度規范GB7665-87對傳感器下的定義是:“能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。傳感器是一種檢測安裝,能感受到被測量的信息,并能將檢測感遭到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需方式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處置、存儲、顯現、記載和控制等請求。它是完成自動檢測和自動控制的首要環節。
  二、傳感器的分類
  目前對傳感器尚無一個統一的分類辦法,但比擬常用的有如下三種:
 ?。?、按傳感器的物理量分類,可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器
 ?。?、按傳感器工作原理分類,可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
  3、按傳感器輸出信號的性質分類,可分為:輸出為開關量(“1”和"0”或“開”和“關”)的開關型傳感器;輸出為模仿型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數字型傳感器。
  三、傳感器的靜態特性
  傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有互相關系。由于這時輸入量和 輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系,即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描繪。表征傳感器靜態特性的主要參數有:線性度、靈活度、分辨力和遲滯等。
  四、傳感器的動態特性
  所謂動態特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實踐工作中,傳感器的動態特性常用它對某些規范輸入信號的響應來表示。這是由于傳感器對規范輸入信號的響應容易用實驗辦法求得,并且它對規范輸入信號的響應與它對恣意輸入信號的響應之間存在一定的關系,常常曉得了前者就能推定后者。常用的規范輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
  五、傳感器的線性度
  通常狀況下,傳感器的實踐靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實踐工作中,為使儀表具有平均刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地代表實踐的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似水平的一個性能指標。 擬合直線的選取有多種辦法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或將與特性曲線上各點偏向的平方和為小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為小二乘法擬合直線。
  六、傳感器的靈活度
  靈活度是指傳感器在穩態工作狀況下輸出質變化△y對輸入質變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。假如傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈活度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。   靈活度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈活度應表示為200mV/mm。當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈活度可了解為放大倍數。 進步靈活度,可得到較高的測量精度。但靈活度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也常常愈差。
  七、傳感器的分辨力
  分辨力是指傳感器可能感遭到的被測量的小變化的才能。也就是說,假如輸入量從某一非零值遲緩地變化。當輸入變化值未超越某一數值時,傳感器的輸出不會發作變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只要當輸入量的變化超越分辨力時,其輸出才會發作變化。通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨力并不相同,因而常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的大變化值作為權衡分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。
  八、電阻式傳感器
  電阻式傳感器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。請登陸:輸配電設備網 閱讀更多信息
  九、電阻應變式傳感器
  傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產活力械形變,從而使電阻值隨之發作相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈活度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優點。
  十、壓阻式傳感器
  壓阻式傳感器是依據半導體資料的壓阻效應在半導體資料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內接成電橋方式。當基片遭到外力作用而產生形變時,各電阻值將發作變化,電橋就會產生相應的不均衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)資料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感資料而制成的硅壓阻傳感器越來越遭到人們的注重,特別是以測量壓力和速度的固態壓阻式傳感器應用為普遍。
  十一、熱電阻傳感器
  熱電阻傳感器主要是應用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度請求比擬高的場所,這種傳感器比擬適用。目前較為普遍的熱電阻資料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、運用溫度范圍寬、加工容易等特性。用于測量-200℃~+500℃范圍內的溫度。請登陸:輸配電設備網 閱讀更多信息
  十二、傳感器的遲滯特性
  遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量*大)和反向(輸入量減小)行程間輸出-一輸入特性曲線不分歧的水平,通常用這兩條曲線之間的大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內部元件存在能量的吸收形成。

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