02560395-000位置传感器的原理及分类解析

2023-07-30

传感器的原理是什么 传感器有什么分类

  一、原理

  1、压电传感器:基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量,如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。

  它的优点是搭羡频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。配套仪表和低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现,使压电传感器的使用更为方便。它广泛应用于工程力学、生物医学、电声学等技术领域。

  2、应变传感器:应变传感器是国内外应用较广泛的一种,它是以电阻应变计为转换元件,将非电量如:力、压力、位移、加速度、扭矩等参数转换为电量。

  3、光电传感器:将光信号转换成电信号的传感器

  4、热电传感器:将热信号转换成电信号的传感器

  5、电容式压力传感器简介

  科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类,现在,压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。

  金属应变式压力传感器是一种历史虚基较长的压力传感器,但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点,其应用场合受到了很大的限制。

  压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器,它具有制造方便,成本低廉等特点,但由于半导体材料对温度极为敏感,所以其性能受温度影响较大,产品的一致性较差。

  二、应用

  常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟:

  光敏传感器——视觉

  声敏传感器——听觉

  气敏传感器——嗅觉

  化学传感器——味觉

  压敏、温敏、流体传感器——触差枝谨觉

  敏感元件的分类:

  物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

  化学类,基于化学反应的原理。

  生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

  通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。

按工作原理分类压力感应器有哪些?

按工作原来自理分类,压力感应器可以360问答分为以下几种类型:

变形式压力感应器:利用材料的机械精飞特性,如弹性变形、塑性变形等,将受压物质的压力转换为材料的变形,进而输出电信号。常见的变形式压力感应器有应变片式、碳膜式和薄膜式压力传感器

压阻式压力感应器:利用材料受压后电阻值发第级药建李触香生变化的原理,将压力转化为电阻变化,再通过电路放大并处理,最终输出电信号。常见的压阻式压力感应器有金属箔片式和碳性薄膜式压力传感器。

电容式压力感应器:利用受压后电容值变化的原理,将压力转化为电容变化,再通过电路放大并处理,最终输出电信号。电容式袭基压力感应器中的材料和结构较为复杂,一般应用于高精度、高灵敏度的场合。

压电式压力感应器:利用石英好长甚适川载论星掌班、岩盐、镍晶等材料压电效应的原理,将受压信号转化为全元片国的电信号。该种压力传感律宪器体积小、重量轻、输出信号幅度大,可用于大气压力、液体或气体的测量等场合。

总之枝禅枝,不同类型的压力积才底须术装益晚困感应器具有各自的优点和适用范围,应根据实际应用需求选择合适的猛敏压力感应器。

位置传感器是什么原理?

位置传感器在实际应用中有连续测量物位变化的连续式和以点测为目的的开关式两种。其中,开关式的产品应用较广泛一些,它可以用于过程自动控制的门限、溢流和空转防止等等;连续测量式主要用于需要连续控制、仓库管理和多点报警系统中。下面来介绍一些常见物位传感器原理:
一、浮于自动平衡式位置传感器     它是利用检测平衡状态下浮子浮力的变化来进行位置测量的。此外,它还可以配备微机,使其具有自检、自诊断和远传的功能,它的优点是测量位置的范围宽、精度高。 
二、超声波位置传感器     它是一种非接触式位置的产品,对于一些不宜接触测量的场合是最好的选择。它是通过向被测物体表面发射超声波,被其反射后,传感器接受,通过时间和声速来计算其到物体表面的距离。超声波有一个特性它的频率愈低,随着距离的衰减愈小,但是反射效率也小,所以需要根据距离、物体表面状况等因素来选择超声波传感器类型。高性能产品能分别出哪些是信号波,哪些是噪声,而且还可以在高温和大风的情况下检测液位。 
三、电容式位置传感器     它是由两个导体电极组成,由于电极间,待测液位的变化导致静电容的变化来进行测量的。它的敏感元件形状一般有棒状、线状和板状。它受压力、温度影响比较大,这由它的材料决定。有些产品不仅可以测量液位,还可以检测自身敏感元件是否破损、绝缘性是否降低、电缆和电路的故障等,并给出报警信号。
四、压力式位置传感器     它通常为半导体膜盒结构,通过金属片承受液体压力,利用封入的硅油导压传递给半导体应变片进行物位的测量。该类产品应用越来越广泛,现在,已经涌现很多量程大、体积小、精度高和可靠性高的产品。

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