常用傳感器及其應用(已修改)
2025-05-19 18:00 本頁面
【正文】 常用傳感器及其應用 傳感器 ? 傳感器 是指測試器系統(tǒng)的檢測部分直接與被測對象發(fā)生關系，直接感受被測參數(shù)的變化，并把被測參數(shù)轉為易于運輸、處理、測量的信號，完成這一任務的裝置稱為傳感器。 ? 我們的五官（眼，耳，皮膚，鼻，舌）就是傳感器。五官通過五種感覺（視覺，聽覺，觸覺，嗅覺，味覺）接受來自外界的信號，并將這些信號傳遞給大腦，大腦對這些信號進行分析處理，然后將指令傳給肌體，這是我們常見的一種傳感器。 人體與機器的對應 外界刺激 人體 人的感官 人腦 機體 機器 傳感器 計算機 執(zhí)行器 傳感器的種類很多 ,目前沒有統(tǒng)一的分類方法 ,常采用的分類方法有以下幾種 : 按輸入量分 輸入量分別為溫度、壓力、位移、速度、氣體等非電量，則相應的是溫度傳感器、壓力傳感器等。 按測量原理分 主要是基于電磁原理和固體物理學理論，根據(jù)變電阻的原理，有相應的應變式傳感器；根據(jù)變磁阻原理，有相應的電感式、電渦流式傳感器；根據(jù)半導體有關理論，有相應的半導體力敏傳感器、氣敏傳感器等 。 傳感器的主要發(fā)展方向 A、傳感器的固體化 主要發(fā)展半導體傳感器，它不僅靈敏度高、響應快、小型輕量、而且便于實現(xiàn)傳感器的集成化和多功能化，如壓力傳感器 SP12。 B、傳感器集成化和多功能化 將敏感元件、信號處理或轉換單元、電源等部分利用半導體技術將其制做在同一芯片上，如溫濕度傳感器。 C、傳感器的智能化 它通常將信號檢測、信號處理等外圍電路全部集成在一塊基片上，使它具有自診斷、通信、自動調零功能。 D、傳感器組網的無線化 主要采用 ZIGBEE技術，它的特點是功耗低、傳輸可靠、通信距離可達幾百米，速率最大可達 1MB/S。 一、溫度傳感器 溫度測量分接觸式和非接觸式，常用的傳感器有： ?金屬熱敏電阻 主要是銅電阻和鉑電阻，測量線性好，信號處理較熱電偶簡單。但溫度范圍較熱電偶小。 ?熱電偶 測量溫度寬，可靠性高，最高可達 1600度，但成本高，信號處理復雜。 ?分立半導體熱敏電阻 如 NTC熱敏電阻，線性較差，但成本極低，主要用在小家電上。 ?半導體集成溫度傳感器 主要利用溫度越高 PN結流過的反向漏電流越大，并通過放大、線性化處理、信號轉換等 。 ?紅外輻射溫度傳感器 非接觸高溫測量，最高可達數(shù)千度，測量距離引起的誤差較大，成本高。 ?光纖溫度傳感器 接觸式測量，絕緣性能好、抗干擾能力強，測量精度高。 常見的金屬熱敏電阻有鉑電阻和銅電阻，和銅電阻相比鉑電阻的溫度范圍更寬、 線性更好， 常用在化工廠等企業(yè)生產過程的溫度測量。 ?鉑電阻 鉑電阻的測量溫度范圍為 200~+850℃ 在 200 ~+0℃ 內： 在 0 ~+850℃ 內： 式中 Rt和 R0分別為 t度和 0度電阻值， A、 B、 C為常數(shù) 230 [ 1 ( 1 0 0 ) ]tR R A t B t C t t? ? ? ? ?20 ( 1 )tR R A t B t? ? ?常用鉑電阻有 PT100和 PT10兩種。 ?銅電阻 由于鉑是貴金屬，在一些測量精度不高且溫度較低的場合，可采用銅電阻測量，它的范圍為 50~+150℃ ，銅電阻的阻值與溫度的關系幾乎是線性的，可近似地表示： 式中 Rt和 R0分別為 T度和 0度的銅電阻值。銅電阻有兩種分度號 Cu50和 Cu100。 03( 1 )4 . 2 8 1 0 /tR R tC?? ???? ? ?熱電偶 熱電偶是工程上應用最廣泛的一種溫度傳感器，它構造簡單，使用方便，溫度測量范圍寬（ 40~1700℃ 。 兩種不同的導體或半導體組成一個閉合回路，當兩接觸點溫度不同時就會產生電動勢 E。 T A B E T0 000( , ) ( ) ( )( , ) ( ) ( )A B A B A BA B A BE T T E T E TE T T E T C f T??? ? ?A B 0對 于 已 選 定 的 熱 電 偶 , E ( T ) = C 是 常 數(shù)目前常用的熱電偶有： 熱電偶名稱 分度號 適用溫度 ?銅 銅鎳 T 40~350℃ ?鎳鉻 銅鎳 E 40~800℃ ?鐵 銅鎳 J 40~750℃ ?鎳鉻 鎳硅 K 40~1000℃ ?鉑銠 鉑 S 0~1100℃ ?鉑銠
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