常用傳感器與非電量測量-展示頁
2025-05-27 07:53本頁面
【正文】 迅速增大，因而具有很高的靈敏度。 缺點：非線性大，長期穩(wěn)定性差，互換性差。常溫下阻值大，可以忽略 引線電阻的影響，體積小，動態(tài)特性好。這種熱 敏元件是半導(dǎo)體，稱半導(dǎo)體熱敏電阻。 ? 其 Rt特性為： ? 2 熱敏電阻 熱敏電阻是將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚底兓? 一種傳感器。最廣泛使用的是純金屬鉑、銅熱電阻。 ? ? ? 利用導(dǎo)體、半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，可以制作出測量溫度的傳感器：熱電阻和熱敏電阻。一般認(rèn)為：傳感器與微處理器相結(jié)合所形成的不僅具有信號檢測功能，而且具有信息處理功能的傳感器系統(tǒng)就是智能傳感器。新型化是指由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多物理效應(yīng)的新發(fā)現(xiàn)、理論上的新突破、新工藝的提出、新材料的產(chǎn)生，發(fā)展了大量新型傳感器。多樣化是指隨著使用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大以及各個領(lǐng)域的不同需要，出現(xiàn)多種多樣用途的傳感器，種類有上千種。 ? 按照傳感器輸出量變換原理分類，由于傳感器可用輸出信號的類型是有限的，如電壓、電流、電阻、電荷，其中輸出量為電參數(shù)的（電阻、電感、電容）稱為電參數(shù)傳感器；輸出量為電量（電壓、電流、電荷）稱為電量型傳感器。 ? ? 傳感器的分類方法很多，了解傳感器的分類旨在加深理解便于應(yīng)用。 ? C從輸入輸出關(guān)系看，具有一定規(guī)律，可以通過數(shù)學(xué)解析方法或試驗法確定模型來描述，具有規(guī)定的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，規(guī)律可以重復(fù)出現(xiàn)。如溫度傳感器只能用于測溫，傳感器所能感受或響應(yīng)規(guī)定的物理量既可以是非電量也可是電量。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，可以預(yù)料傳感器“可用信號”的內(nèi)涵也會隨之改變，如當(dāng)人們跨入光子時代，則光信號將成為更便于快速處理與傳輸?shù)摹翱捎眯盘枴绷恕? 第四章 常用傳感器原理與非電量測量 ? ? 傳感器是一種能將特定的被測信息（包括物理量、化學(xué)量、生物量等），按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用的輸出信號的器件，又稱為變換器、變送器。目前，可用信號是指各種電量（電壓、電流）或電參數(shù)（電阻、電感、電容等），這是因為電信號易于處理，便于傳輸。 常見傳感器 ? A從傳感器輸入端來看，一個指定的傳感器只能感受或響應(yīng)規(guī)定的物理量。 ? B從輸出端來看，傳感器的輸出信號為“可用信號”，這指傳感器輸出信號中不但載運(yùn)待測的原始信息，而且是能夠被遠(yuǎn)距離傳送、后續(xù)測量環(huán)節(jié)便于接收做進(jìn)一步處理的信號，包含：電信號、光信號、氣動信號等。 ? 傳感器位于測試系統(tǒng)的最前端，主要為了獲取檢測信息和轉(zhuǎn)換信息用。按輸入量可分為溫度、壓力、位移、速度、濕度等傳感器；按測量原理可分為電位計式、應(yīng)變式、電感式、差動變壓器式、電渦流式、半導(dǎo)體力敏、熱敏、光敏、氣敏等傳感器；按輸出量分類有模擬式和數(shù)字式傳感器等。 ? 傳感器技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 ? 目前，傳感器技術(shù)正在飛速發(fā)展，出現(xiàn)了“ 多樣化、新型化、集成化、智能化 ” 的發(fā)展形勢。 ? 集成化包括傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。智能傳感器，至今還沒有公認(rèn)的正式定義。 ? ? 舉例：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源就是各種類型的傳感器，數(shù)量多達(dá)幾十至上百只各型傳感器。溫度范圍（－ 200～ 500） ℃ ? 1 熱電阻：純金屬制作的熱電阻有正溫度系數(shù)，溫度每升高 1℃ ，電阻值增加約 %~%。 ? (1)鉑電阻的 Rt關(guān)系 ? 0 ℃ ～ 850 ℃ ? － 200 ℃ ～ 0 ℃ ? (2)銅電阻 在（ 50~150) ℃ 內(nèi)有較好的特性，價格便宜。它可歸類為電阻式傳感器。 其優(yōu)點有：具有較高的負(fù)電阻溫度系數(shù)；靈 敏度高于熱電阻，在 20 ℃ 時溫度增加 1 ℃ ，電 阻值減少約 2％～ 6％。測溫范 圍（ 100～ 300) ℃ 。 ? 熱敏電阻有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種，它們的阻值特性分別為： ? 式中 —— 溫度為 時的電阻值； ? —— 常數(shù)； ? —— 絕對溫度。所以，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的應(yīng)用較廣。 ? 電橋法測電阻 ? 在輸入信號的作用下，電參數(shù)型傳感器輸出為電參數(shù)電阻 R、 電感 L、 電容 C的改變量，因此實現(xiàn)對 R、 L、 C參數(shù)測量的檢測電路可用來作為與傳感器相配接的信號調(diào)理電路。 ? 對電阻式傳感器既可采用直流電橋，又可采用交流電橋；對于電感、電容式傳感器則應(yīng)選用交流電橋。 ? 1電壓源供電 ? 下圖中，橋路電流 ， 為： ? 其中 和 上的電壓降分別為： ? 則輸出電壓 ? 2恒流源供電 ? 橋路電流分別為： ? 輸出電壓則為： ? 幾種電橋電路 (1 )(2 )(3 ) (4 )(5 ) 電量型傳感器的輸出都是電量（電壓、電流），如磁電式變換器、壓電式變換器、熱電式變換器、光電式變換器，可以不需要外界激勵電源而從被測對象直接獲取信息能量，從而獲得電量信號。 ? 基于電磁感應(yīng)原理，把被測非電量變換為感應(yīng)電勢的傳感器稱為磁電式傳感器。 ? 可見 ， 只要改變磁通量 ， 就能得到感應(yīng)電勢 ，而改變 的辦法很多 ， 如改變磁路中的磁阻 ，改變和磁場垂直的線圈面積 (線圈在恒定磁場中旋轉(zhuǎn) )， 或者使磁鐵對線圈作相對運(yùn)動 ， 等等 ，都能達(dá)到改變通過線圈磁通量的目的 。 ? 若線圈在恒定磁場中作垂直切
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