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傳感器有哪些類型?

傳感器類型:

(1)電阻型

電阻傳感器是將測量的位移、變形、力、加速度、濕度、溫度等物理量轉換成電阻值的器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻傳感器件。

(2)變頻電源

變頻功率傳感器通過交流電對輸入的電壓和電流信號進行采樣,然後將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字輸入二次儀表相連。數字輸入二次儀表計算電壓、電流的采樣值,可獲得電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數。

(3)稱重

稱重傳感器是將重力轉化為電信號的力電轉換裝置,是電子衡器的關鍵部件。

實現力電轉換的傳感器有很多種,如電阻應變式、電磁力式和電容式。電磁力式主要用於電子天平,電容式用於部分電子吊秤,大部分衡器使用電阻應變式稱重傳感器。本發明具有結構簡單、精度高、應用廣泛的優點,可在相對惡劣的環境中使用。因此,電阻應變式稱重傳感器在稱重儀器中得到了廣泛的應用。

(4)電阻應變型

傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械變形,使電阻值隨之變化。電阻應變計有兩種:金屬和半導體。金屬應變片分為絲式、箔式和膜式。半導體應變片具有靈敏度高(通常是絲和箔的幾十倍)、橫向效應小等優點。

(5)壓阻式

壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應,在半導體材料襯底上制作擴散電阻的器件。它的襯底可以直接用作測量傳感器,擴散電阻以橋的形式連接在襯底中。當基板受到外力變形時,電阻值會發生變化,電橋會產生相應的不平衡輸出。

用作壓阻傳感器的襯底(或膜片)主要是矽晶片和鍺晶片。以矽片為敏感材料的矽壓阻傳感器越來越受到人們的關註,尤其是用於測量壓力和速度的固態壓阻傳感器應用最為廣泛。

(6)熱阻

熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度升高而增大的特性。熱電阻大多由純金屬材料制成。目前,鉑和銅是應用最廣泛的材料。此外,鎳、錳和銠等材料已被用於制造熱電阻。

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化的特性來測量溫度以及與溫度相關的參數。這種傳感器適用於溫度檢測精度較高的場合。廣泛使用的熱電阻材料有鉑、銅、鎳等。它們具有電阻溫度系數大、線性度好、性能穩定、溫度範圍寬、易於加工等特點。用於測量-200℃ ~+500℃範圍內的溫度。

熱電阻傳感器的分類:

1,NTC熱電阻傳感器:

這種傳感器是負溫度系數傳感器,即傳感器的電阻隨著溫度的升高而降低。

2.PTC熱電阻傳感器:

這種傳感器是正溫度系數傳感器,即傳感器電阻隨著溫度的升高而增大。

(7)激光

使用激光技術測量的傳感器。它由激光器、激光探測器和測量電路組成。激光傳感器是壹種新型的測量儀器,具有非接觸式遠距離測量、速度快、精度高、測量範圍大、抗光電幹擾能力強等優點。

激光傳感器工作時,激光發射二極管對準目標發射激光脈沖。激光被目標反射後向四面八方散射。部分散射光返回到傳感器接收器,並在被光學系統接收後成像在雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是壹種具有內部放大功能的光學傳感器,因此可以探測到極其微弱的光信號,並將其轉換成相應的電信號。

利用激光的高方向性、高單色性和高亮度的特點,可以實現非接觸式的遠距離測量。激光傳感器常用於測量長度(ZLS-Px)、距離(LDM4x)、振動(ZLDS10X)、速度(LDM30x)、方位等物理量,也可用於探傷和空氣汙染物的監測。

(8)大廳

霍爾傳感器是壹種基於霍爾效應的磁場傳感器,廣泛應用於工業自動化技術、檢測技術和信息處理領域。霍爾效應是研究半導體材料性質的基本方法。霍爾效應實驗測得的霍爾系數可以用來判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度、載流子遷移率等重要參數。

霍爾傳感器分為線性霍爾傳感器和開關霍爾傳感器。

1,線性霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,輸出模擬量。

2.開關型霍爾傳感器由電壓調節器、霍爾元件、差分放大器、施密特觸發器和輸出級組成,輸出數字量。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化。磁場越強,電壓越高,磁場越弱,電壓越低。霍爾電壓很小,通常只有幾毫伏,但可以通過集成電路中的放大器放大,輸出很強的信號。霍爾IC如果起到傳感作用,就需要通過機械手段改變磁場強度。下圖所示的方法是用壹個旋轉的葉輪作為開關來控制磁通量。當葉輪葉片位於磁體和霍爾ic之間的氣隙中時,磁場偏離IC,霍爾電壓消失。這樣,霍爾集成電路輸出電壓的變化就可以指示葉輪驅動軸的某個位置。利用這種工作原理,霍爾集成電路芯片可以用作點火正時傳感器。霍爾效應傳感器是壹種無源傳感器,只能與外部電源壹起工作,這使得檢測低速運行成為可能。

(9)溫度

1.室溫管溫度傳感器:室溫傳感器用於測量室內外環境溫度,管溫度傳感器用於測量蒸發器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同,但溫度特性基本相同。根據溫度特性,美的使用的室溫管溫度傳感器有兩種:1。常數B值為4100k±3% %,參考電阻在25℃時為10Kω±3%。在0℃和55℃時,相應的電阻容差約為7%;但在0℃以下和55℃以上,不同供應商的電阻容差會有所不同。溫度越高,電阻越小;溫度越低,電阻越大。離25℃越遠,對應電阻的耐受範圍越大。

2.排氣溫度傳感器:排氣溫度傳感器用於測量壓縮機頂部的排氣溫度,常數b為3950k±3%,90℃時參考電阻為5kω±3%。

3.模塊溫度傳感器:模塊溫度傳感器用於測量變頻模塊(IGBT或IPM)的溫度。使用的溫度傳感器型號為602F-3500F,25℃時參考電阻為6kω1%。幾種典型溫度對應的電阻值為-10 ℃→( 25.897 ~ 28.623)kω;0 ℃→( 16.3248 ~ 17.7164)kω;50 ℃→( 2.3262 ~ 2.5153)kω;90 ℃→( 0.6671 ~ 0.7565)Kω.

溫度傳感器有很多種,包括熱電阻:PT100,PT1000,Cu50,Cu 100;;熱電偶:B、E、J、K、S等。溫度傳感器不僅種類繁多,而且組合多樣。要根據不同的地方選擇合適的產品。

測溫原理:根據電阻的阻值和熱電偶的電位隨溫度不同而有規律變化的原理,可以得到我們需要測量的溫度值。

(10)無線溫度

無線溫度傳感器將被控對象的溫度參數轉換成電信號,並向接收端發送無線信號,對系統進行檢測、調節和控制。可直接安裝在壹般工業熱電阻和熱電偶的接線盒內,與現場傳感元件形成壹體化結構。通常與無線繼電器、接收終端、通信串口、電子計算機等配套使用。,既節省了補償導線和電纜,又減少了信號傳輸失真和幹擾,從而獲得高精度的測量結果。

無線溫度傳感器廣泛應用於化工、冶金、石油、電力、水處理、制藥、食品等自動化行業。例如:高壓電纜上的溫度采集;水下等惡劣環境下的溫度采集;移動物體上的溫度采集;在不易連接的空間傳輸傳感器數據;為降低布線成本而選擇的數據采集方案;無交流電源工作場所的數據測量;非固定場所的便攜式數據測量。

(11)智力

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,結合長期的測試技術研究和實踐經驗提出的。它是壹個相對獨立的智能單元,它的出現降低了對原有硬件性能的苛刻要求,但傳感器的性能可以在軟件的幫助下大幅提升。

1、信息存儲與傳輸——隨著智能分布式控制系統的快速發展,要求智能單元具備通信功能,利用通信網絡以數字形式進行雙向通信,這也是智能傳感器的關鍵標誌之壹。智能傳感器可以通過測試數據傳輸或接收指令來實現各種功能。如增益設置、補償參數設置、內部檢測參數設置、測試數據輸出等。

2.自補償和計算功能——多年來,從事傳感器研制的工程技術人員壹直在為傳感器的溫漂和輸出非線性做大量的補償工作,但並沒有從根本上解決問題。智能傳感器的自補償和計算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補償開辟了新的途徑。這樣就放松了對傳感器加工精度的要求。只要傳感器的重復性好,用微處理器通過軟件計算測試信號,用多重擬合和差分計算的方法補償漂移和非線性,可以得到更精確的測量結果。

3.自檢、自校準和自診斷功能——普通傳感器需要定期檢查和校準,以保證其在正常使用中有足夠的精度。這些任務通常需要將傳感器從使用現場拆卸下來,並送到實驗室或檢驗部門。在線測量傳感器異常,不能及時診斷。通過使用智能傳感器,這種情況得到了很大的改善。首先,自診斷功能在電源打開時執行自檢,並進行診斷測試以確定元件是否有故障。其次,可以根據使用時間進行在線校正,微處理器利用存儲在EPROM中的測量特性數據進行比對和校對。

4、復合敏感功能——觀察周圍的自然現象,常見的信號如聲、光、電、熱、力、化學等。壹般來說,測量敏感元件有兩種方法:直接測量和間接測量。智能傳感器具有復合功能,可以同時測量多種物理量和化學量,給出能全面反映物質運動規律的信息。

(12)光敏的

光敏傳感器是最常見的傳感器之壹,它有很多種,主要包括:光電池、光電倍增管、光敏電阻、光電晶體管、太陽能電池、紅外傳感器、紫外傳感器、光纖光電傳感器、顏色傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器。其敏感波長在可見光波長附近,包括紅外波長和紫外波長。光學傳感器不僅僅局限於檢測光,還可以作為檢測元件組成其他傳感器檢測很多非電量,只要把這些非電量轉換成光信號的變化。光學傳感器是目前最豐富、應用最廣泛的傳感器之壹,在自動控制和非電量測量技術中起著非常重要的作用。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻,當光子撞擊關節時會產生電流。

(十三)生物學

生物傳感器是將生物活性物質(酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜等)有機結合起來的交叉學科。)與物理和化學傳感器。是生物技術發展不可或缺的先進檢測手段和監測手段,也是物質分子水平的快速、痕量分析方法。各種生物傳感器具有如下相同的結構:它們包括壹種或幾種相關的生物活性材料(生物膜)和物理或化學換能器(傳感器),這些換能器可以將生物活動所表達的信號轉換成電信號。兩者結合在壹起,用現代微電子和自動化儀器技術對生物信號進行再處理,從而形成各種可用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統。

生物傳感器的原理:

待檢測物質通過擴散進入生物活性材料,並經歷分子識別和生物反應。產生的信息再由相應的物理或化學傳感器轉換成可量化、可處理的電信號,再由二次儀表放大輸出,就可以知道待測物質的濃度。

生物傳感器的分類:

根據其受體所使用的生命物質分類,可分為微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。

根據傳感器器件檢測原理可分為:熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、聲通道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

根據生物敏感物質之間相互作用的類型,可分為親和型和代謝型兩種。

(14)願景

視覺傳感器是指從整個圖像中捕捉數千個像素的光的能力。圖像的清晰度和精細度通常用分辨率來衡量,用像素數來表示。

視覺傳感器有數千個像素,可以捕捉整個圖像中的光線。圖像的清晰度和精細度通常用分辨率來衡量,用像素數來表示。

在捕獲圖像之後,視覺傳感器將其與存儲在存儲器中的參考圖像進行比較以進行分析。例如,如果視覺傳感器被設置為區分正確插入八個螺栓的機器零件,則傳感器知道只有七個螺栓的零件或螺栓未對準的零件應該被拒絕。此外,無論機器零件位於視野中的什麽位置,無論零件是否在360度範圍內旋轉,視覺傳感器都可以做出判斷。

視覺傳感器的低成本和易用性吸引了機器設計師和過程工程師將其集成到各種應用中,這些應用曾經依賴於人力、多個光電傳感器或根本不需要檢測。視覺傳感器的工業應用包括檢驗、計量、測量、定位、缺陷檢測和分類。以下只是壹些應用示例:

在汽車裝配廠,檢查機器人塗到門框上的橡膠珠是否連續,寬度是否正確;

在裝瓶廠,檢查瓶蓋是否封好,灌裝量是否正確,封口前是否有異物落入瓶中;

在包裝生產線上,確保正確的包裝標簽貼在正確的位置;

在藥品包裝生產線,檢查阿司匹林藥片的泡罩包裝是否有破損或缺片;

在金屬沖壓公司,沖壓件的檢驗速度是每分鐘150件以上,比人工檢驗快13倍以上。

(15)位移

位移傳感器又稱線性傳感器,是將位移轉換成電量。位移傳感器是壹種線性器件,屬於金屬感應。傳感器的作用是將各種測量的物理量轉換成電量。可分為電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器、超聲波位移傳感器、霍爾位移傳感器。

在這個轉換過程中,許多物理量(如壓力、流量、加速度等。)往往需要先轉換成位移,再把位移轉換成電。因此,位移傳感器是壹種重要的基礎傳感器。在生產過程中,位移的測量壹般分為測量物理尺寸和機械位移。機械位移包括直線位移和角位移。根據被測變量變換形式的不同,位移傳感器可分為模擬式和數字式。模擬型可分為物理型(如自發電型)和結構型兩種。最常用的位移傳感器都是模擬結構,包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機、電容式位移傳感器、電渦流位移傳感器、霍爾位移傳感器等等。數字式位移傳感器的壹個重要優點是便於直接向計算機系統發送信號。這種傳感器發展迅速,應用廣泛。

(十六)壓力

壓力傳感器是工業實踐中最常用的傳感器,廣泛應用於各種工業自動控制環境,涉及水利水電、鐵路運輸、智能建築、生產自動控制、航空航天、軍工、石油化工、油井、電力、船舶、機床、管道等諸多行業。

(17)超聲波測距

超聲波距離傳感器采用超聲波回波測距原理,利用精確的時差測量技術檢測傳感器與目標之間的距離,采用小角度、小盲區的超聲波傳感器,具有測量精確、非接觸、防水、防腐、成本低等優點。,並可應用於液位和料位檢測,獨特的液位和料位檢測方式,在液位上有泡沫或大幅晃動的情況下也能保證穩定輸出,不易檢測到回聲,因此應用於工業。

(十八)24千兆赫雷達

24GHz雷達傳感器利用高頻微波測量物體的速度、距離、方向和方位角信息,采用平面微帶天線設計,具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定性強等特點,廣泛應用於智能交通、工控、安防、體育、智能家居等行業。工業和信息化部於20110.09正式發布《工業和信息化部關於發布24GHz頻段近程車載雷達設備使用頻率的通知》(工信部No[2065 438+02]548號),其中明確提出了24GHz頻段近程車載雷達設備作為車載雷達設備的規範。

(XIX)集成溫度

集成溫度傳感器通常由溫度探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和雙線固態電子單元組成。測溫探頭以固體模塊的形式直接安裝在接線盒內,形成壹體化傳感器。集成溫度傳感器壹般分為熱電阻和熱電偶兩種。

熱電阻溫度傳感器由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護和V/I轉換單元組成。測溫的熱電阻信號經轉換放大後,用線性電路補償溫度與電阻的非線性關系,由V/I轉換電路輸出壹個與被測溫度成線性關系的4 ~ 20 mA的恒流信號。

熱電偶溫度傳感器壹般由參考源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、去耦處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大,再經線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差,最後放大轉換成4 ~ 20 mA電流輸出信號。為了防止因熱電偶斷線導致溫度控制失效而發生事故,傳感器中還有斷電保護電路。當熱電偶損壞或連接不良時,傳感器會輸出最大值(28mA)使儀器切斷電源。該集成溫度傳感器結構簡單,節省引線,輸出信號大,抗幹擾能力強,線性度好,顯示儀表簡單,固體模塊抗震防潮,反接保護和限流保護,運行可靠。集成溫度傳感器的輸出是統壹的4 ~ 20mA信號;它可與微機系統或其它常規儀器配合使用。也可根據用戶要求制成防爆或防火計量器具。

(20)液位

1,浮球液位傳感器

浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒和安裝件組成。

磁性浮球的比重壹般小於0.5,可以浮在液面上方,並沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件,可將被測液位信號在外磁場作用下轉換成與液位變化成正比的電阻信號,並將電子單元轉換成4 ~ 20mA或其他標準信號輸出。傳感器為模塊化電路,具有耐酸、耐潮、耐沖擊、耐腐蝕等優點。該電路包含恒流反饋電路和內部保護電路,可使最大輸出電流不超過28mA,從而可靠地保護電源,防止二次儀表損壞。

2.浮動液位傳感器

浮子式液位傳感器是將磁性浮球變成浮標,根據阿基米德浮力原理設計而成。浮標式液位傳感器采用微小金屬薄膜應變傳感技術來測量液位、邊界或密度。工作時現場按鍵即可進行常規設置操作。

3.靜壓或液位傳感器

該傳感器基於靜水壓力的測量原理工作。壹般選用矽壓力傳感器,將測得的壓力轉換成電信號,經放大電路放大,經補償電路補償,最終以4 ~ 20ma或0 ~ 10ma的電流模式輸出。

(21)真空度

真空傳感器采用先進的矽微機械加工技術生產,是以集成矽壓阻傳感器為傳感器核心部件的絕對壓力變送器。由於采用矽-矽直接鍵合或矽-Pax玻璃靜電鍵合形成的真空參考壓力腔,以及壹系列無應力封裝技術和精確溫度補償技術,具有穩定性好、精度高的突出優點,適用於各種場合的絕對壓力測控。

采用低量程芯片真空絕對壓力封裝,產品過載能力高。芯片采用矽油填充真空隔離,不銹鋼膜過渡壓力,具有優異的介質兼容性,適用於測量大多數氣液介質的真空壓力,對316L不銹鋼無腐蝕。真空度影響適用於各種工業環境中的低真空測量和控制。

(22)電容水平

電容式液位傳感器適用於工業企業對生產過程進行測量和控制,主要用於遠距離連續測量和指示導電和非導電介質的液位或粉末固體液位。

電容式液位傳感器由電容式傳感器和電子模塊電路組成。基於雙線4 ~ 20 mA恒流輸出。轉換後可三線或四線輸出,輸出信號形成1 ~ 5V、0 ~ 5V、0 ~ 100 mA等標準信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有測量介質的圓柱形金屬容器組成。料位上升時,由於非導電材料的介電常數明顯低於空氣,電容隨物料高度變化。傳感器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恒流放大、反饋和限流組成。利用脈寬調制原理進行測量的優點是頻率低,對周圍元件有射頻幹擾,穩定性好,線性度好,無明顯溫漂。

(二十三)銻電極的酸度

銻電極酸度傳感器是集PH檢測、自動清洗和電信號轉換於壹體的工業在線分析儀器。它是由銻電極和參比電極組成的PH測量系統。在待測的酸性溶液中,銻電極表面會形成壹層三氧化二銻氧化層,使金屬銻表面與三氧化二銻之間形成電位差。電勢差取決於三氧化二銻的濃度,其對應於待測酸溶液中氫離子的適度。如果將適量的銻、三氧化二銻和水溶液都視為1,則可以用能斯特公式計算電極電位。

銻電極酸度傳感器中的固體模塊電路由兩部分組成。為了現場操作的安全,供電部分采用交流24V為二次儀表供電。該電源不僅為清潔電機提供驅動電源,還應通過電流轉換單元轉換成相應的DC電壓供傳輸電路使用。第二部分是測量傳感器電路,將傳感器傳來的參比信號和酸堿度信號放大後送到斜率調整和定位調整電路,使信號的內阻減小和調整。放大的PH信號與溫度補償信號疊加,然後被發送到轉換電路。最後將PH值對應的4 ~ 20mA恒流信號輸出到二次儀表完成顯示和控制PH值。

(24)酸、堿和鹽

酸、堿、鹽的濃度傳感器通過測量溶液的電導率來確定濃度。它可以在線連續檢測工業過程中水溶液中酸、堿和鹽的濃度。這種傳感器主要用於鍋爐給水處理、化學溶液制備和環境保護等工業生產過程。

酸堿鹽濃度傳感器的工作原理是:在壹定範圍內,酸堿溶液的濃度與其電導率成正比。所以酸堿濃度只有通過測量溶液的電導率才能知道。當被測溶液流入特殊的電導池時,如果忽略電極極化和分布電容,可以等效為壹個純電阻。恒壓交流電流動時,其輸出電流與電導率成線性關系,電導率與溶液中酸堿的濃度成正比。所以只要測出溶液電流,就可以計算出酸、堿、鹽的濃度。

酸堿鹽濃度傳感器主要由電導池、電子模塊、顯示儀表和外殼組成。電子模塊電路由激勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載保護和電流轉換組成。

(25)傳導性

它是壹種通過測量溶液的電導率值來間接測量離子濃度的過程儀表(集成傳感器),可以在線連續檢測工業過程中水溶液的電導率。

因為電解質溶液和金屬導體壹樣是電的良導體,電流流過電解質溶液時必然有電阻,符合歐姆定律。而液體的阻溫特性與金屬導體相反,具有負溫度特性。為了與金屬導體相區別,電解質溶液的電導率用電導(電阻的倒數)或電導率(電阻率的倒數)來表示。當兩個相互絕緣的電極組成壹個電導池時,如果將待測溶液放在中間,通上恒壓交流電,就形成了電流回路。如果電壓和電極尺寸固定,回路電流和電導率之間存在壹定的函數關系。這樣,通過測量在待測溶液中流動的電流,可以測量待測溶液的電導率。電導率傳感器的結構和電路與酸、堿、鹽濃度傳感器相同。

傳感器(英文名:transducer/sensor)是壹種能夠感知被測信息的檢測裝置,能夠將感知到的信息按照壹定的規則轉換成電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。

主要特點:

傳感器的特點包括小型化、數字化、智能化、多功能、系統化和網絡化。它不僅促進傳統產業的轉型升級,而且可能建立新的產業,從而成為21世紀新的經濟增長點。小型化是基於MEMS技術,並已成功應用於矽器件制作矽壓力傳感器。

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