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盤點(diǎn)常見的傳感器類型及其特性

閱讀:963        發(fā)布時(shí)間:2016-8-2

傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。電工委員會(huì)(IEC:International Electrotechnical Committee)的定義為:“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照Gopel等的說法是:“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”,而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,它是被測(cè)量信號(hào)輸入的*道關(guān)口。


    盤點(diǎn)常見的傳感器類型及其特性


    傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有兩類:有源的和無(wú)源的。
    有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種,不需要外接的能源或激勵(lì)源。
    無(wú)源傳感器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式,但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵(lì)能,傳感器承擔(dān)將某個(gè)對(duì)象或過程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對(duì)象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的,也可以是動(dòng)態(tài)(即過程)的。對(duì)象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過多種方式檢測(cè)。對(duì)象的特性可以是物理性質(zhì)的,也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理,它將對(duì)象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測(cè)定的電學(xué)量,然后將此電信號(hào)分離出來,送入傳感器系統(tǒng)加以評(píng)測(cè)或標(biāo)示
    按傳感器的構(gòu)成原理,分為結(jié)構(gòu)型和物性型兩大類。
    結(jié)構(gòu)型傳感器則是依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化而實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的。例如,電容式傳感器依靠極板間距離變化引起電容量變化;電感式傳感器依靠銜鐵位移引起自感或互感變化等。
    物性型傳感器是依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。例如利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象制成水銀溫度計(jì)來測(cè)溫;利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成壓電測(cè)力計(jì)等。
    按傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況,分為能量控制型和能量轉(zhuǎn)換型。
    能量控制型傳感器是從外部供給輔助能量使其工作的,并由被測(cè)量來控制外部供給能量的變化。例如,電阻應(yīng)變測(cè)量中,應(yīng)變計(jì)接于電橋上,電橋工作能源由外部供給,而由于被測(cè)量變化所引起應(yīng)變計(jì)的電阻變化來控制電橋的不平衡程度。如電感式測(cè)微儀、電容式測(cè)振儀等均屬此種類型。
    能量控制型的另一種型式是被測(cè)對(duì)象對(duì)激勵(lì)信號(hào)的響應(yīng),它反映了被測(cè)對(duì)象的性質(zhì)或狀態(tài),例如,超聲波探傷、用x射線測(cè)殘余應(yīng)力、用激光散斑技術(shù)測(cè)量應(yīng)變等。
    能量轉(zhuǎn)換型傳感器是直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作的,例如,熱電偶溫度計(jì)、彈性壓力計(jì)等。但由千這類傳感器是被測(cè)對(duì)象與傳感器之間的能量傳輸,必然導(dǎo)致被測(cè)對(duì)象狀態(tài)的變化,而造成測(cè)量誤差。

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