物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)-感知技術(shù)-文庫吧
2025-01-06 19:05 本頁面
【正文】 的變化控制外部供給能量的變化。例如電阻式、電感式等傳感器，這種類型的傳感器必須由外部提供激勵(lì)源（電源等），因此又稱為無源傳感器。 傳感器技術(shù) 5．按工作原理分類 （ 1）電學(xué)式傳感器 ? 電學(xué)式傳感器是非電量測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流式傳感器等。 （ 2）磁學(xué)式傳感器 ? 磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。 傳感器技術(shù) （ 3）光電式傳感器 ? 光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和光學(xué)原理制成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測(cè)量。 （ 4）電勢(shì)型傳感器 ? 電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。 傳感器技術(shù) （ 5）電荷傳感器 ? 電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用于力及加速度的測(cè)量。 （ 6）半導(dǎo)體傳感器 ? 半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場和有害氣體的測(cè)量。 傳感器技術(shù) （ 7）諧振式傳感器 ? 諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來改變諧振頻率的原理制成，主要用來測(cè)量壓力。 （ 8）電化學(xué)式傳感器 ? 電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電特性的形成不同，電化學(xué)傳感器可分為電位式傳感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感器和電解式傳感器等。 傳感器技術(shù) ? 另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過程，傳感器可劃分為 直接轉(zhuǎn)換型傳感器 和 間接轉(zhuǎn)換型傳感器 兩大類。 傳感器的轉(zhuǎn)換框圖 傳感器技術(shù) ? 前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為電信號(hào)輸出，如光敏電阻受到光照射時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出； ? 后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成另外一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類，當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管發(fā)生形變，傳感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。 傳感器技術(shù) 2. 常見傳感器 ? 作為物聯(lián)網(wǎng)中的信息采集設(shè)備，傳感器利用各種機(jī)制把被觀測(cè)量轉(zhuǎn)換為一定形式的電信號(hào)，然后由相應(yīng)的信號(hào)處理裝置來處理，并產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作。 ? 常見的傳感器包括溫度，壓力，濕度，光電，霍爾磁性傳感器，等等。 傳感器技術(shù) （ 1） 溫度傳感器 ? 常見的溫度傳感器包括熱敏電阻，半導(dǎo)體溫度傳感器，以及溫差電偶。 ? 熱敏電阻主要是利用各種材料電阻率的溫度敏感性，熱敏電阻可以用于設(shè)備的過熱保護(hù)，以及溫控報(bào)警等等。 ? 半導(dǎo)體溫度傳感器利用半導(dǎo)體器件的溫度敏感性來測(cè)量溫度，具有成本低廉，線性度好等優(yōu)點(diǎn)。 ? 溫差電偶則是利用溫差電現(xiàn)象，把被測(cè)端的溫度轉(zhuǎn)化為電壓和電流的變化；溫差電偶，能夠在比較大的范圍內(nèi)測(cè)量溫度，例如 200℃ ~ 2022℃ 。 傳感器技術(shù) 溫度傳感器 傳感器技術(shù) （ 2） 壓力傳感器 ? 常見的壓力傳感器在受到外部壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形或位移，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電特性的改變，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。 傳感器技術(shù) （ 3） 濕度傳感器 ? 濕度傳感器主要包括電阻式和電容式兩個(gè)類別。 ? 電阻式濕度傳感器也成為濕敏電阻，利用氯化鋰，碳，陶瓷等材料的電阻率的濕度敏感性來探測(cè)濕度。 ? 電容式濕度傳感器也稱為濕敏電容，利用材料的介電系數(shù)的濕度敏感性來探測(cè)濕度。 傳感器技術(shù) 濕度傳感器 傳感器技術(shù) （ 4） 光傳感器 ? 光傳感器可以分為光敏電阻以及光電傳感器兩個(gè)大類。 ? 光敏電阻主要利用各種材料的電阻率的光敏感性來進(jìn)行光探測(cè)。 ? 光電傳感器主要包括光敏二極管和光敏三極管，這兩種器件都是利用半導(dǎo)體器件對(duì)光照的敏感性。 傳感器技術(shù) （ 5） 霍爾（磁性）傳感器 ? 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁性傳感器。 ? 霍爾效應(yīng)是指：把一個(gè)金屬或者半導(dǎo)體材料薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，由于形成電流的電子在磁場中運(yùn)動(dòng)而收到磁場的作用力，會(huì)使得材料中產(chǎn)生與電流方向垂直的電壓差。 ? 可以通過測(cè)量霍爾傳感器所產(chǎn)生的電壓的大小來計(jì)算磁場的強(qiáng)度。 傳感器技術(shù) 霍爾傳感器 傳感器技術(shù) ? 霍爾傳感器結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)，能夠間接測(cè)量電流，振動(dòng)，位移，速度，加速度，轉(zhuǎn)速等等，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 傳感器技術(shù) 3. 微機(jī)電（ MEMS）傳感器 ? 微機(jī)電系統(tǒng)的英文名稱是 MicroElectroMechanical Systems，簡稱 MEMS，是一種由微電子、微機(jī)械部件構(gòu)成的微型器件，多采用半導(dǎo)體工藝加工。 ? 目前已經(jīng)出現(xiàn)的微機(jī)電器件包括壓力傳感器、加速度計(jì)、微陀螺儀、墨水噴嘴和硬盤驅(qū)動(dòng)頭等。 ? 微機(jī)電系統(tǒng)的出現(xiàn)體現(xiàn)了當(dāng)前的器件微型化發(fā)展趨勢(shì)。 傳感器技術(shù) （ 1） 微機(jī)電壓力傳感器 ? 某輪胎壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外觀如下圖所示。該壓力傳感器利用了傳感器中的硅應(yīng)變電阻在壓力作用下發(fā)生形變而改變了電阻來測(cè)量壓力；測(cè)試時(shí)使用了傳感器內(nèi)部集成的測(cè)量電橋。 傳感器技術(shù) （ 2）微機(jī)電加速度傳感器 ? 微機(jī)電加速度傳感器主要通過半導(dǎo)體工藝在硅片中加工出可以在加速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生形變的結(jié)構(gòu)，并且能夠引起電特性的改變，如變化的電阻和電容。 傳感器技術(shù) （ 3）微機(jī)電氣體流速傳感器 ? 以下圖片中的氣體流速傳感器可以用于空調(diào)等設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制。 傳感器技術(shù) 4. 智能傳感器 ? 智能傳感器（ smart sensor）是一種具有一定信息處理能力的傳感器，目前多采用把傳統(tǒng)的傳感器與微處理器結(jié)合的方式來制造。 ? 在傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，傳感器所采集的信號(hào)要傳輸?shù)较到y(tǒng)中的主機(jī)中進(jìn)行
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