各類感測器介紹

2022-08-22 10:06:05 字數 2625 閱讀 2980

前言隨著社會的進步,科學技術的發展,特別是近20年來,電子技術日新月異,計算機的普及和應用把人類帶到了資訊時代,各種電器裝置充滿了人們生產和生活的各個領域,相當大一部分的電器裝置都應用到了感測器件,感測器技術是現代資訊科技中主要技術之一,在國民經濟建設中佔據有極其重要的地位。

人是通過視覺、嗅覺、聽覺及觸覺等感官來感知外界的資訊,感知的資訊輸入大腦進行分析判斷(即人的思維)和處理,再指揮人作出相應的動作,這是人類認識世界和改造世界具有的最基本的本能。但是通過人的五官感知外界的資訊非常有限,例如,人總不能利用觸覺來感知超過幾十甚至上千度的溫度吧,而且也不可能辨別溫度的微小變化,這就需要電子裝置的幫助。同樣,利用電子儀器特別象計算機控制的自動化裝置來代替人的勞動,那麼計算機類似於人的大腦,而僅有大腦而沒有感知外界資訊的「五官」顯然是不足夠的,**處理系統也還需要它們的「五官」——即感測器。

人的五管是功能非常複雜、靈敏的「感測器」,例如人的觸覺是相當靈敏的,它可以感知外界物體的溫度、硬度、輕重及外力的大小,還可以具有電子裝置所不具備的「手感」,例如棉織物的手感,液體的粘稠感等。然而人的五官感覺大多只能對外界的資訊作「定性」感知,而不能作定量感知。而且有許多物理量人的五官是感覺不到的,例如對磁性就不能感知。

視覺可以感知可見光部分,對於頻域更加寬的非可見光譜則無法感覺得到,象紅外線和紫外線光譜,人類卻是「視而不見」。借助溫度感測器很容易感知到幾百度到幾千度的溫度,而且要做到1℃的解析度輕而易舉。同樣借助紅外和紫外線感測器,便可感知到這些不可見光,所以人類才製造出了具有廣泛用途的紅外夜視儀和x光診斷裝置,這些技術在軍事、國防及醫療衛生領域有著極其重要的作用。

在工農業生產領域,工廠的自動流水生產線,全自動加工裝置,許多智慧型化的檢測儀器裝置,都大量地採用了各種各樣的感測器,它們在合理化地進行生產,減輕人們的勞動強度,避免有害的作業發揮了巨大的作用。在家用電器領域,象全自動洗衣機、電飯褒和微波爐都離不開感測器。醫療衛生領域,電子脈博儀、體溫計、醫用呼吸機、超聲波診斷儀、斷層掃瞄(ct)及核磁共振診斷裝置,都大量地使用了各種各樣的感測技術。

這些對改善人們的生活水平,提高生活質量和健康水平起到了重要的作用。在軍事國防領域,各種偵測裝置,紅外夜視探測,雷達跟蹤、**的精確制導,沒有感測器是難以實現的。在航空航天領域,空中管制、導航、飛機的飛行管理和自動駕駛,儀表著陸盲降系統,都需要感測器。

人造衛星的遙感遙測都與感測器緊密相關。沒有感測器,要實現這樣的功能那是不可能的。

此外,在礦產資源、海洋開發、生命科學、生物工程等領域感測器都有著廣泛的用途,感測器技術已受到各國的高度重視,並已發展成為一種專門的技術學科。

感測器是攝取資訊的關鍵器件,它與通訊技術和計算機技術構成了資訊科技的三大支柱,是現代資訊系統和各種裝備不可缺少的資訊採集手段,也是採用微電子技術改造傳統產業的重要方法,對提高經濟效益、科學研究與生產技術的水平有著舉足輕重的作用。感測器技術水平高低不但直接影響資訊科技水平,而且還影響資訊科技的發展與應用。目前,感測器技術已滲透到科學和國民經濟的各個領域,在工農業生產、科學研究及改善人民生活等方面,起著越來越大的作用。

許多尖端科學和新興技術更是需要新型感測器技術來裝備,計算機的推廣應用,離不開感測器,新型感測器與計算機相結合,不但使計算機的應用進入了嶄新時代,也為感測器技術展現了乙個更加廣闊的應用領域和發展前景。

溫度感測器

溫度是表徵物體冷熱程度的物理量,是工農業生產過程中乙個很重要而普遍的測量引數。溫度的測量及控制對保證產品質量、提高生產效率、節約能源、生產安全、促進國民經濟的發展起到非常重要的作用。由於溫度測量的普遍性,溫度感測器的數量在各種感測器中居首位,約佔50%。

溫度感測器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化,所以能作溫度感測器的材料相當多。溫度感測器隨溫度而引起物理引數變化的有:

膨脹、電阻、電容、而電動勢、磁性能、頻率、光學特性及熱雜訊等等。隨著生產的發展,新型溫度感測器還會不斷湧現。

由於工農業生產中溫度測量的範圍極寬,從零下幾百度到零上幾千度,而各種材料做成的溫度感測器只能在一定的溫度範圍內使用。常用的測溫感測器的種類與測溫範圍如下表所示。

電阻應變片力感測器

力學感測器是將各種力學量轉換為電訊號的器件,力學量可分為幾何學量、運動學量及力學量三部分,其中幾何學量指的是位移、形變、尺寸等,運動學量是指幾何學量的時間函式,如速度、加速度等。力學量包括質量、力、力矩、壓力、應力等。根據被測力學的不同,這裡我們首先要介紹的是應用最為廣泛的應變式壓力感測器,在以後的網頁中,我們將逐步介紹其它型別的力學感測器。

力學感測器的種類繁多,如電阻應變片壓力感測器、半導體應變片壓力感測器、壓阻式壓力感測器、電感式壓力感測器、電容式壓力感測器、諧振式壓力感測器及電容式加速度感測器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力感測器,它具有極低的**和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類感測器。

在了解壓阻式力感測器時,我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電訊號的敏感器件。它是壓阻式應變感測器的主要組成部分之一。

電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上,當基體受力發生應力變化時,電阻應變片也一起產生形變,使應變片的阻值發生改變,從而使加在電阻上的電壓發生變化。

這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小,一般這種應變片都組成應變電橋,並通過後續的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是a/d轉換和cpu)顯示或執行機構。

電磁式流量感測器

感測器介紹

感測器用途與特點 特有的t型過載保護裝置,抗過載能力強。適用於皮帶秤 配料秤等。可選擇一體化標準訊號輸出,三線制,0 10ma 4 20ma或0 5v輸出。量程3,5,10,20,30,50,100,150kg技術引數 感測器用途與特點 經密封處理,適應惡劣環境。用於工程力檢測 過載安全檢測及衝擊力...

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