|
|
五種常用的傳感器類型" g* j! n: _1 }" Q0 _3 E& I; c
0 I d3 p7 l- j- L! }6 ^ e' E* m9 j" ^) G
一些常用的傳感器及其原理和應(yīng)用說(shuō)明如下：
( N8 j( h$ \& B1 @; X F6 f. R6 v" I
（一）溫度傳感器
6 J ~) x0 V- u- C0 a% B ^
' k4 q' u9 T* W6 u: x) ? 該設(shè)備從源頭收集有關(guān)溫度的信息，并轉(zhuǎn)換成其他設(shè)備或人可以理解的形式。溫度傳感器的最佳例證是玻璃水銀溫度計(jì)，會(huì)隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測(cè)量的來(lái)源，觀察者觀察汞的位置以測(cè)量溫度。溫度傳感器有兩種基本類型：3 ~/ T$ c0 M) S4 m
7 ~, F' D, J: ?
·接觸式傳感器) t2 ?, v1 B: G7 R2 r5 l
" l- W0 U3 I" [這種類型的傳感器需要與被感測(cè)對(duì)象或介質(zhì)直接物理接觸。它們可以在在很大的溫度范圍內(nèi)監(jiān)控固體、液體和氣體的溫度。
" G1 |$ E* d3 A& l4 k
# W6 D% l( R8 E% }8 u9 c& p·非接觸式傳感器
+ T( |0 D& ^ t6 f- Z9 b; s! @# _+ W% D& o$ k
這種類型的傳感器不需要與被檢測(cè)的物體或介質(zhì)發(fā)生任何物理接觸。它們監(jiān)控非反射性固體和液體，但由于天然透明性，因此對(duì)氣體無(wú)用。這些傳感器使用普朗克定律測(cè)量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測(cè)量溫度。
: q3 m) A9 C, U6 U1 T
/ ~' C/ a* @5 n7 h, R7 J2 @ 不同類型溫度傳感器的工作原理及實(shí)例& p9 t& J! _7 Z- K" M& ]2 g
' }+ C) K: N8 E% R6 \5 @0 U$ }
（i）熱電偶——它們由兩根電線（每根均為不同的均勻合金或金屬）組成，通過(guò)在一端的連接形成測(cè)量接頭，該測(cè)量接頭對(duì)被測(cè)元件開(kāi)放。電線的另一端端接到測(cè)量設(shè)備，在此形成參考結(jié)。由于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，電流流過(guò)電路，測(cè)量得到的毫伏來(lái)確定結(jié)點(diǎn)的溫度。熱電偶示意圖如下。
$ J3 b3 `& E7 I1 ]# u, u! r5 b, @) b3 k- s6 J
（ii）電阻溫度檢測(cè)器（RTD）——這是一種熱電阻，其制造目的是隨著溫度的變化改變電阻，它們比任何其他溫度檢測(cè)設(shè)備都貴。電阻式溫度探測(cè)器示意圖如下。
0 n4 V9 T' h! y4 W, s( `- v0 j8 \: q% E
（iii）熱敏電阻——它們是另一種電阻，電阻的大變化與溫度的小變化成正比。' M3 Y# ^* k2 j$ P# ]$ }
2 M' s3 m+ c$ G, ]- W5 `
（二）紅外傳感器+ w* h) A+ c3 P/ i$ B( B- B* O3 n
- H8 Z/ f3 _; F. p3 z9 f
該設(shè)備發(fā)射或檢測(cè)紅外輻射以感知環(huán)境中的特定相位。一般來(lái)說(shuō)，熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發(fā)出的，紅外傳感器檢測(cè)到這種人眼看不見(jiàn)的輻射。
0 b1 y7 c% L9 P: S
! y0 i) i. Z( l+ E" \ l- N優(yōu)勢(shì)
8 M0 `2 r* \6 C6 L/ X6 L1 A) a2 t9 [, i/ s# b ^$ K; L6 t9 P
易于連接，市場(chǎng)上現(xiàn)貨供應(yīng)
$ D2 O$ a7 @2 y( o2 H/ V! ~4 s% [7 ~$ M$ O4 {
缺點(diǎn)
4 x! \1 W7 ^ {' Z. ]. {! o" c$ H1 `
受到周圍噪音干擾，如輻射、環(huán)境光等。: Z' v' x0 M8 l7 P' B! f4 L
3 u3 n+ |4 a3 {; K工作原理
" R0 i9 u* ]1 O5 }. e& k! ]# ]5 a1 S: i0 @+ Q) ] ?. H d
其基本思想是利用紅外發(fā)光二極管向物體發(fā)射紅外光。同一類型的另一個(gè)紅外二極管將用于探測(cè)物體反射波。紅外Led傳感器工作原理簡(jiǎn)圖如下所示。0 Z& G! f0 G9 ` U
4 r% }. n5 N# [1 d3 p0 h: v5 v. B
當(dāng)紅外接收器受到紅外光照射時(shí)，導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生電壓差。由于產(chǎn)生的電壓很小，很難被檢測(cè)到，因此使用運(yùn)算放大器（運(yùn)放）來(lái)準(zhǔn)確地檢測(cè)低電壓。
7 b( C, a3 M0 t. r9 W/ M8 j) `$ w- `0 ?) G1 s
測(cè)量物體與接收傳感器的距離：紅外傳感器組件的電特性可用于測(cè)量物體的距離，當(dāng)紅外接收器受到光照時(shí)，導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生電位差。8 k0 ~- o7 [0 E5 w% _4 p
* z; \! H! A0 i2 S
應(yīng)用
* r! N* X5 m6 x, Y% _$ u/ _
. v3 G, C; A) R: X! D# {* b! M. v" w, A* f+ I3 U" f& `
熱成像
, p8 L4 S" a" P5 F& Z根據(jù)黑體輻射定律，可以使用熱成像來(lái)觀察有或沒(méi)有可見(jiàn)光的環(huán)境。, W3 u# y: i6 {6 d$ M
·加熱7 j; ^2 i' o3 x' k
紅外線可用于烹飪和加熱食物，它們能把飛機(jī)機(jī)翼上的冰帶走。它們廣泛應(yīng)用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工業(yè)領(lǐng)域。 q$ @9 W" r) n
·光譜學(xué)' ?- u& ^0 k( s3 B- @/ ?
這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)分析組成鍵來(lái)識(shí)別分子，這項(xiàng)技術(shù)利用光輻射來(lái)研究有機(jī)化合物。( {" B! ~, i) q3 @
·氣象
1 A% F& y& {& Y2 P4 y當(dāng)氣象衛(wèi)星配備有掃描輻射計(jì)時(shí)，可以計(jì)算云層高度、陸地和地表溫度。& D( _' d- D, p4 x! a& y# y
·光生物調(diào)節(jié)* E6 k& j) o- k) I( ?/ D; j
用于癌癥患者的化療，這是用來(lái)治療抗皰疹病毒。9 n. S6 d0 O6 H7 p# J$ p9 Q4 u7 L
·氣候?qū)W
. Y9 O* v& ^) w5 }5 N+ p' V+ x監(jiān)測(cè)大氣和地球之間的能量交換。
; W5 K/ m* N( G·通信( _+ h/ ` q$ ~' R' ]( r
紅外線激光為光纖通信提供光。這些輻射也用于手機(jī)和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備之間的短程通信。/ j/ E: d9 Z" U! d7 u7 {
/ Q# N' p4 N/ I6 m: W
) }7 V- D) R7 ~+ w（三）紫外線傳感器" A4 z4 Z, r, Q2 N1 T9 k
1 w9 g8 Y& y) R2 U, q 這些傳感器測(cè)量入射紫外線的強(qiáng)度或功率。這種電磁輻射的波長(zhǎng)比x射線長(zhǎng)，但仍比可見(jiàn)光短。一種被稱為聚晶金剛石的活性材料正被用于可靠的紫外傳感，紫外線傳感器可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境暴露在紫外線輻射下的情況。
$ F% k$ {+ G+ n9 f r4 X; `/ H: G) G, B; y. c
選擇紫外線傳感器的標(biāo)準(zhǔn)* l S% @& [# d/ I1 U- \/ p
7 B. R6 T+ o" u+ R, z% K
·紫外傳感器可以檢測(cè)到的波長(zhǎng)范圍（納米）
4 _6 w1 p% R7 ^ F9 Q$ {/ ]5 y' N- u# s7 t. v; R* p9 R
·工作溫度( r2 l# i+ W) R' V! q5 H" N9 ?
! X' R' {4 s7 U) z9 G4 P- J·準(zhǔn)確度! s9 W$ }* R) m/ K4 ~
" |2 g- b4 B' i) h7 b% M# ~·重量. G2 g1 m; a& i
; A5 F2 Z. |0 Y·功率范圍
% m; @# t' b' M! f& b$ @) P3 r$ s' O
工作原理 |+ P, {* c( h- R) M' \9 x# k3 y
* w/ g" |9 Q( R' y& t
紫外線傳感器接收一種類型的能量信號(hào)，并傳輸不同類型的能量信號(hào)。
* _+ S: M+ q) h! j8 V4 [8 M# J$ |, h5 X- T/ n6 z }( Z
為了觀察和記錄這些輸出信號(hào)，它們被導(dǎo)向電表。為了生成圖形和報(bào)告，輸出信號(hào)被傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），然后再通過(guò)軟件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。* F8 G; ]3 j9 z' s
! v1 Y- y9 u$ s: @1 n3 O示例包括：$ l4 V% v; G5 p1 C! ^0 v
7 G+ k% O& l* [, R; {9 ^; s·紫外線光電管是一種輻射敏感的傳感器，用于監(jiān)測(cè)紫外線空氣處理、紫外線水處理和太陽(yáng)輻射。$ q; O! E Y4 }5 h E" ?- \6 W
4 R2 V% J9 D9 w2 l
·光傳感器測(cè)量入射光的強(qiáng)度。7 E. a* a5 D* U
- @3 m/ |- T% E
·紫外光譜傳感器是用于科學(xué)攝影的電荷耦合器件（CCD）。
5 L2 a! x0 t5 M$ Z& A- c$ ~
8 |1 C6 d7 \/ e5 R+ W·紫外線探測(cè)器。2 A6 B3 T, ^# m; y
8 g9 s7 P; y8 a
·殺菌紫外線探測(cè)器。* P& E8 W- n2 S; s5 N
# a2 A* s7 o) j5 ]7 s+ P/ o3 A
·光穩(wěn)定性傳感器。
! e, I2 h1 ^- Y8 F: ?8 ^- q
/ g/ K+ Z( R, N* W# g. y( b$ m* U應(yīng)用1 n3 x- D8 A5 h- q
3 |4 X+ Q6 [: N! r0 [2 m, u1 B·測(cè)量紫外線光譜中曬傷皮膚的部分
) ]* I- s. ^4 f1 g7 R2 j" T* |. b2 y
·藥房
R, h. a& y1 v' a: g# d x& \+ b
e6 S) f; |9 ?$ L( w6 P·汽車" [. V k% A) Q' W/ L
" F: X0 v6 {( i& c, e! \
·機(jī)器人學(xué)
- X; J& C. b6 N9 a4 H l
}- k8 r% H) e2 B·溶劑處理和染色工藝的印染工業(yè)
5 t: V0 | l' k) m) M: S ?& r
?6 ]( F6 z# z& K2 W0 g6 u·化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸用化學(xué)工業(yè)& ^. M6 S+ y/ J( |% z2 B+ w. q
4 W/ e0 F& z3 B3 w3 Y
（四）觸摸傳感器
" E" \) i t- f4 y6 F9 \
2 @# ?$ @4 y- q b2 |3 i 觸摸傳感器根據(jù)觸摸位置充當(dāng)可變電阻器。觸摸傳感器作為可變電阻工作的圖。4 } [# B: ^, v- A2 O4 v
+ [& e% F( {" P" K( z 觸摸傳感器由以下部件組成：" y' A% K. p- q$ ?+ Y
7 j9 R; M( @% |' H3 ?+ R6 [
·全導(dǎo)電物質(zhì)，如銅
* ?3 f z1 i4 f/ W4 _0 K2 T u: J1 q" J, A/ d5 e' p* x, l5 D- |
·絕緣間隔材料，如泡沫或塑料5 d- }4 P& _! n e* R- l
3 G7 a2 L) r3 S+ D9 I; E: ]1 w
·部分導(dǎo)電材料2 B- X2 u9 q2 t3 A+ m$ c
- l9 P) ~# q N4 O
原理與工作/ X% |% @8 ^7 k `
: s: j$ \- h- D+ b$ g* n2 D0 b0 r
部分導(dǎo)電材料反對(duì)電流的流動(dòng)。線性位置傳感器的主要原理是，當(dāng)電流必須通過(guò)的材料長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí)，電流流就越相反。因此，材料的電阻通過(guò)改變其與完全導(dǎo)電材料接觸的位置而變化。8 W. H3 g5 U1 m
+ f9 ~! n! j' a; G3 T
通常，軟件與觸摸傳感器相連。在這種情況下，內(nèi)存是由軟件提供的。當(dāng)傳感器被關(guān)閉時(shí)，他們可以記憶“最后一次接觸的位置”。一旦傳感器被激活，他們就能記住“第一次接觸位置”，并理解與之相關(guān)的所有值。這個(gè)動(dòng)作類似于移動(dòng)鼠標(biāo)并將其定位在鼠標(biāo)墊的另一端，以便將光標(biāo)移動(dòng)到屏幕的遠(yuǎn)端。
( N4 D& p9 z) x5 w+ O. [8 a* p9 }% B. @6 h
應(yīng)用
' v8 i5 y! Y5 t3 [" q: @: L5 `
, x; {8 I) J1 a0 y0 h' w0 F 觸摸傳感器具有成本效益高、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于
( u% N: X3 `* } e, V1 B% G6 l. R! m! z% Z, Y' d/ W) f
·商業(yè)——醫(yī)療、銷售、健身和游戲
3 B3 c# E( Q8 `/ u3 m, K) ?" ?' D
; y% n* t S/ {$ o7 b$ x·電器-烤箱、洗衣機(jī)/烘干機(jī)、洗碗機(jī)、冰箱; k) R( I0 ^9 P+ u C- Q# b% w' @
- _8 X* g* m, p% h. }0 b·運(yùn)輸-駕駛艙制造和車輛制造商之間的簡(jiǎn)化控制+ `: z5 Y* c' B! {
5 ]# [- ?/ @6 V1 y: m/ H( [
·液位傳感器 n; X2 N8 Q% h; @6 H! {9 s
6 Z& d' s) ~$ o1 N
·工業(yè)自動(dòng)化-位置和液位傳感，自動(dòng)化應(yīng)用中的人工觸摸控制4 x( |- n' c/ O, S# X' V) g( `
7 p/ `5 k$ e, `# k& u5 B. _* y( p·消費(fèi)電子產(chǎn)品-在各種消費(fèi)產(chǎn)品中提供新的感覺(jué)和控制水平4 j9 B4 O' p& B8 c3 Z
, M9 H$ n# j& p0 i/ H# Z
（五）接近傳感器/ Z. _0 `! O/ b% B' I% h2 l
/ r4 a! S+ o/ a. X
接近傳感器檢測(cè)幾乎沒(méi)有任何接觸點(diǎn)的物體的存在。由于傳感器與被測(cè)物體之間沒(méi)有接觸，且缺少機(jī)械零件，因此這些傳感器的使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應(yīng)式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器等。6 M# j* c2 y- J
7 o0 B' G7 H+ r3 N
工作原理( K2 G: k& o4 ?/ {8 A5 `1 c. H" ^
- m/ a5 i9 M0 g Q 接近傳感器發(fā)射電磁或靜電場(chǎng)或電磁輻射束（如紅外線），并等待返回信號(hào)或場(chǎng)中的變化，被感測(cè)的物體稱為接近傳感器的目標(biāo)。. k% I5 `) w0 h1 A1 [, x
* @* e* w2 f m6 H( {" ]% S 感應(yīng)式接近傳感器-它們有一個(gè)振蕩器作為輸入，通過(guò)接近導(dǎo)電介質(zhì)來(lái)改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標(biāo)。
# U6 R4 P% ]% O# x8 v
* V7 f# {8 }& q/ B' E! K. z2 } 電容式接近傳感器-它們轉(zhuǎn)換檢測(cè)電極和接地電極兩側(cè)的靜電電容變化。這是通過(guò)以振蕩頻率的變化接近附近的物體而發(fā)生的。為了檢測(cè)附近的目標(biāo)，將振蕩頻率轉(zhuǎn)換為直流電壓，并與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。這些傳感器是塑料目標(biāo)的首選。
: n: t) V, S/ Z4 d5 V' M/ L. O' T- F
- J8 ?& c5 B2 I: v$ s5 Z. |6 c應(yīng)用
, P, e: \+ D' j# C" T! \! o$ Q7 r1 D3 m6 m* c5 Z7 P# |$ M
·在自動(dòng)化工程中用于定義過(guò)程工程設(shè)備、生產(chǎn)系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)
5 q% t5 e) ?9 C
+ g! G, g4 v8 b·在窗口中使用，當(dāng)窗口打開(kāi)時(shí)會(huì)激活警報(bào)0 K0 }/ r5 `/ m) |; Z& X/ s; c
: H1 D5 N g5 B. U/ R! r& @6 d·用于機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)計(jì)算軸與支承軸承的距離差
: o9 p+ g* P @% ?6 G |
|
發(fā)表于 2023-5-29 11:19:16
QQ好友和群
QQ空間
