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關(guān)于傳感器的原理如何?及技術(shù)交流

時(shí)間:2020-04-12    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

關(guān)于傳感器的原理如何?

    傳感器形象的說就是電五官,如同人的五官,但比人的五官靈敏多了。


    它是獲取所研究對象信息的窗口,為控制系統(tǒng)提供進(jìn)行處理與決策必不可少的信息,是如今自動(dòng)化系統(tǒng),甚至尖端科技不可或缺的重要組成部分。傳感器是將物理、化學(xué)、生物等自然學(xué)科及工程技術(shù)中的非電量轉(zhuǎn)換為電信號的檢測設(shè)備。

 


    由上所述,于是傳感器從不同角度進(jìn)行類分。從被測變量的不同進(jìn)行分類,有幾何機(jī)械量、熱工量、聲學(xué)量、醫(yī)學(xué)量、光學(xué)量等。


    幾何機(jī)械量;尺寸、位移、速度、加速度、速度、角速度、角位移、角度等等。熱工量;溫度、壓力、流量、液位、成分、密度、質(zhì)量等。聲學(xué)量;生物參數(shù)等。醫(yī)學(xué)量;生理參數(shù)等。光學(xué)量;波長、頻率、相位、脈寬、折射率等。


    傳感器的工作機(jī)理是基于物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等各種效應(yīng)和定律,因此也促進(jìn)人們對具有新效應(yīng)的敏感材料探索,為研制出具有新原理的新型傳感器提供重要途徑。


    傳感器作為信息時(shí)代的三大支柱之一,與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)相比,唯獨(dú)傳感器技術(shù)是拖后腿的,至于落后的原因因素眾多。


    在今后的社會(huì)傳感器會(huì)遍布我們生活各個(gè)方面,誰能有支配傳感器技術(shù)的能力,在新時(shí)代就能把握機(jī)遇與挑戰(zhàn)。


    因此,二十一世紀(jì)傳感器技術(shù)是人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個(gè)制高點(diǎn),于是各個(gè)國家將傳感器技術(shù)視為高新技術(shù)發(fā)展的重中之重。


    物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該不陌生,物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)就是將整個(gè)物理世界信息打通,從而更好地利用我們生活的環(huán)境為生產(chǎn)生活提供服務(wù)。


    物聯(lián)網(wǎng)工程涉及眾多科學(xué)領(lǐng)域,其中首要環(huán)節(jié)就是檢測技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,而檢測技術(shù)離不開傳感器。


    因此,決定物聯(lián)網(wǎng)是否能實(shí)現(xiàn),傳感器技術(shù)直接決定了物聯(lián)網(wǎng)工程的成敗。

標(biāo)簽: 傳感器
傳感器 關(guān)于傳感器的原理如何?_傳感器

傳感器的五個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)

  一、傳感器的靜態(tài)特性:

  傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。

  二、傳感器的動(dòng)態(tài)特性:

  所謂動(dòng)態(tài)特性,是指傳感器在輸入變化時(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。經(jīng)常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。

  三、傳感器的線性度:

  通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中,為使具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線

  四、傳感器的靈敏度:

  靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。

  五、傳感器的分辨力:

  分辨力是指傳感器可能感受到的被測量的最小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。

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傳感器 傳感器的五個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)_傳感器

選用傳感器需要注意的問題

  目前市場上在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別,如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測量時(shí)首先要解決的問題,只有確定用什么類型的傳感器之后,與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也就可以確定了。測量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。

  1)根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型;

  2)靈敏度的選擇,傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好;

  3)頻率響應(yīng)特性,傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時(shí)間越短越好;

  4)線性范圍,傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求;

  5)穩(wěn)定性,傳感器使用一段時(shí)間后,其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外,主要是傳感器的使用環(huán)境。因此,要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性,傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力;

  6)精度,精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo),它是關(guān)系到整個(gè)測量系統(tǒng)測量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高,其價(jià)格越昂貴,因此,傳感器的精度只要滿足整個(gè)測量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過高。

  對某些特殊使用場合,無法選到合適的傳感器,則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。

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