感測器的種類及應用,請談一下感測器的主要種類,工作原理及主要應用 多謝

2021-12-19 09:28:13 字數 5362 閱讀 7051

1樓:匿名使用者

感測器是自動控制中不可缺少的電子器件.廣泛用在各種自動控制的裝置和家用電器中.

自動控制是由感測器,電子線路和執行機構三部分組成。

感測器是一種能把物理量或化學量轉變成便於利用的電訊號的器件。感測器是測量系統中的一種前置部件,它將輸入變數轉換成可供測量的訊號。

例如光電感測器是將光的強弱變為大小變化的電訊號.不同的感測器轉為電訊號的方式不同.

感測器有很多種.按照其用途,感測器可分類為:

壓力敏和力敏感測器 位置感測器

液麵感測器 能耗感測器

速度感測器 熱敏感測器

加速度感測器 射線輻射感測器

振動感測器 溼敏感測器

磁敏感測器 氣敏感測器

真空度感測器 生物感測器等。

2樓:匿名使用者

可以用不同的觀點對感測器進行分類:它們的轉換原理(感測器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出訊號型別以及製作它們的材料和工藝等。

根據感測器工作原理,可分為物理感測器和化學感測器二大類 :

感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測訊號量的微小變化都將轉換成電訊號。

化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關係的感測器,被測訊號量的微小變化也將轉換成電訊號。

有些感測器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數感測器是以物理原理為基礎運作的。化學感測器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,**問題等,解決了這類難題,化學感測器的應用將會有巨大增長。

常見感測器的應用領域和工作原理列於表1.1。

按照其用途,感測器可分類為:

壓力敏和力敏感測器 �位置感測器

液麵感測器 �能耗感測器

速度感測器 �熱敏感測器

加速度感測器 �射線輻射感測器

振動感測器� 溼敏感測器

磁敏感測器� 氣敏感測器

真空度感測器� 生物感測器等。�

以其輸出訊號為標準可將感測器分為:

模擬感測器——將被測量的非電學量轉換成模擬電訊號。�

數字感測器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出訊號(包括直接和間接轉換)。�

膺數字感測器——將被測量的訊號量轉換成頻率訊號或短週期訊號的輸出(包括直接或間接轉換)。�

開關感測器——當一個被測量的訊號達到某個特定的閾值時,感測器相應地輸出一個設定的低電平或高電平訊號。

� 在外界因素的作用下,所有材料都會作出相應的、具有特徵性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來製作感測器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將感測器分成下列幾類:

(1)按照其所用材料的類別分�

金屬� 聚合物� 陶瓷� 混合物�

(2)按材料的物理性質分� � 導體� 絕緣體� 半導體� 磁性材料�

(3)按材料的晶體結構分�

單晶� 多晶� 非晶材料�

與採用新材料緊密相關的感測器開發工作,可以歸納為下述三個方向:�

(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然後使它們能在感測器技術中得到實際使用。�

(2)探索新的材料,應用那些已知的現象、效應和反應來改進感測器技術。�

(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應,並在感測器技術中加以具體實施。�

現代感測器製造業的進展取決於用於感測器技術的新材料和敏感元件的開發強度。感測器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯的。表1.

2中給出了一些可用於感測器技術的、能夠轉換能量形式的材料。�

按照其製造工藝,可以將感測器區分為:

整合感測器�薄膜感測器�厚膜感測器�陶瓷感測器

整合感測器是用標準的生產矽基半導體積體電路的工藝技術製造的。通常還將用於初步處理被測訊號的部分電路也整合在同一晶片上。�

薄膜感測器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路製造在此基板上。�

厚膜感測器是利用相應材料的漿料,塗覆在陶瓷基片上製成的,基片通常是al2o3製成的,然後進行熱處理,使厚膜成形。

陶瓷感測器採用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。�

完成適當的預備性操作之後,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷感測器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。�

每種工藝技術都有自己的優點和不足。由於研究、開發和生產所需的資本投入較低,以及感測器引數的高穩定性等原因,採用陶瓷和厚膜感測器比較合理。

轉速感測器----就是旋轉編碼器,將轉速轉換成脈衝波(5vdc)送入plc或其它處理器進行處理。

電流感測器----就是電流變送器,將0-5a或更大的電流訊號轉換成4——20ma或0——20ma的標準控制訊號給處理器。

電壓感測器----就是電壓變送器,將0——100v或更大的電壓訊號轉換成0——10v的標準控制訊號給處理器。

振動感測器----檢測機械裝置的振動,進行線性輸出或繼電器輸出。

霍爾感測器---- 就是電感式的接近開關,採用霍爾原理。檢測距離不會超過10mm。輸出訊號一般都是直流三線制的pnp或npn輸出。

缸壓感測器——就是壓力感測器,可以輸出繼電器訊號也可以是線性訊號。

空氣流量感測器——可以輸出繼電器訊號或電壓、電流的線性訊號。

氧感測器 ——

節氣門位置感測器

溫度感測器 ——這個一般都是線性的電壓輸出。並且要配合溫控器使用還有

3樓:匿名使用者

感測器種類有:溫度感測器、力學量感測器、氣體感測器感測器、光感測器、磁感測器、溼度感測器、電壓感測器、生物感測器、離子感測器.

應用領域有:工業生產自動化、國防現代化、航空技術、航天技術、能源開發、環境保護與生物科學、家庭現代化。

如果要說得更具體化,那太多了。

請談一下感測器的主要種類,工作原理及主要應用. 多謝

4樓:靈紫淵

感測器一、感測器的定義

國家標準gb7665-87對感測器下的定義是:「能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用訊號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成」。感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將檢測感受到的資訊,按一定規律變換成為電訊號或其他所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。

它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

二、感測器的分類

目前對感測器尚無一個統一的分類方法,但比較常用的有如下三種:

1、按感測器的物理量分類,可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等感測器

2、按感測器工作原理分類,可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等感測器。

3、按感測器輸出訊號的性質分類,可分為:輸出為開關量(「1」和"0」或「開」和「關」)的開關型感測器;輸出為模擬型感測器;輸出為脈衝或**的數字型感測器。

三、感測器的靜態特性

感測器的靜態特性是指對靜態的輸入訊號,感測器的輸出量與輸入量之間所具有相互關係。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關係,即感測器的靜態特性可用一個不含時間變數的代數方程,或以輸入量作橫座標,把與其對應的輸出量作縱座標而畫出的特性曲線來描述。表徵感測器靜態特性的主要引數有:

線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。

四、感測器的動態特性

所謂動態特性,是指感測器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,感測器的動態特性常用它對某些標準輸入訊號的響應來表示。這是因為感測器對標準輸入訊號的響應容易用實驗方法求得,並且它對標準輸入訊號的響應與它對任意輸入訊號的響應之間存在一定的關係,往往知道了前者就能推定後者。

最常用的標準輸入訊號有階躍訊號和正弦訊號兩種,所以感測器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

五、感測器的線性度

通常情況下,感測器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個效能指標。

擬合直線的選取有多種方法。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差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

六、感測器的靈敏度

靈敏度是指感測器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果感測器的輸出和輸入之間顯線性關係,則靈敏度s是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移感測器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mv,則其靈敏度應表示為200mv/mm。

當感測器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。

提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量範圍愈窄,穩定性也往往愈差。

七、感測器的分辨力

分辨力是指感測器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,感測器的輸出不會發生變化,即感測器對此輸入量的變化是分辨不出來的。

只有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會發生變化。

通常感測器在滿量程範圍內各點的分辨力並不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為解析度。

八、電阻式感測器

電阻式感測器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、溼度、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、溼敏等電阻式感測器件。

九、電阻應變式感測器

感測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形變,從而使電阻值隨之發生相應的變化。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敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優點。

十、壓阻式感測器

壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件,擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時,各電阻值將發生變化,電橋就會產生相應的不平衡輸出。

用作壓阻式感測器的基片(或稱膜片)材料主要為矽片和鍺片,矽片為敏感 材料而製成的矽壓阻感測器越來越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式感測器應用最為普遍。

十一、熱電阻感測器

熱電阻感測器主要是利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引數。在溫度檢測精度要求比較高的場合,這種感測器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度係數大、線性好、效能穩定、使用溫度範圍寬、加工容易等特點。

用於測量-200℃~+500℃範圍內的溫度。

十二、感測器的遲滯特性

遲滯特性表徵感測器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減小)行程間輸出-一輸入特性曲線不一致的程度,通常用這兩條曲線之間的最大差值△max與滿量程輸出f·s的百分比表示。

遲滯可由感測器內部元件存在能量的吸收造成。

感測器的種類及用途,感測器有哪幾種

感測器 英文名稱 transducer sensor 是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將感受到的資訊,按一定規律變換成為電訊號或其他所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸 處理 儲存 顯示 記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。用途 種類繁多,例如電阻式 變頻功率 稱重 電...

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