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傳感器的工作原理及應(yīng)用簡(jiǎn)介及技術(shù)交流

時(shí)間:2020-04-13    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

傳感器的工作原理及應(yīng)用簡(jiǎn)介

  在日常生活中也有著廣泛的應(yīng)用,常見(jiàn)的如:自動(dòng)門(mén),通過(guò)對(duì)人體紅外微波的傳感來(lái)控制其開(kāi)關(guān)狀態(tài);煙霧報(bào)警器,通過(guò)對(duì)煙霧濃度的傳感來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警的目的;電子秤,通過(guò)力學(xué)傳感來(lái)測(cè)量人或其他物品的重量;水位報(bào)警,溫度報(bào)警、濕度報(bào)警等也都利用的是傳感器來(lái)完成其功能。

  在二十一世紀(jì),傳感器已無(wú)處不在,僅一個(gè)小小的智能手機(jī)中就存在著重力傳感器、光線(xiàn)傳感器、加速度傳感器、聚力傳感器、磁力傳感器、氣壓傳感器等多種傳感器。傳感器原理是什么呢?它在我們的日常生活中又有哪些應(yīng)用呢?

  一、簡(jiǎn)介

  傳感器是一種檢測(cè)裝置,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)其的定義為:能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。傳感器可完成信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄、控制等多重要求,具有微型化、數(shù)字化、智能化等多種功能,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的第一環(huán)。

  二、工作原理

  傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路、輔助電源四部分構(gòu)成,如下圖所示。其中,敏感元件直接接收測(cè)量,用于輸出被測(cè)量有關(guān)的物理量信號(hào),敏感元件主要包括熱敏、光敏、濕敏、氣敏、力敏、聲敏、磁敏、色敏、味敏、放射性敏感等十大類(lèi);轉(zhuǎn)換元件用于將敏感元件輸出的物理量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào);

  變換電路用于將轉(zhuǎn)換元件輸出電信號(hào)進(jìn)行放大、調(diào)制等處理;輔助電源用于為系統(tǒng)(主要是敏感元件和轉(zhuǎn)換元件)提供能量。

  三、應(yīng)用

  傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用:重力傳感器,在極品飛車(chē)、天天跑酷等游戲中有著近乎完美的體現(xiàn);加速度傳感器,例如手機(jī)的搖一搖功能就是對(duì)手機(jī)的加速度進(jìn)行感應(yīng);光線(xiàn)傳感器,例如手機(jī)的自動(dòng)調(diào)光功能;距離傳感器,例如接電話(huà)時(shí)手機(jī)離開(kāi)耳朵屏幕變亮,手機(jī)貼近耳朵屏幕變黑。手機(jī)中的傳感器數(shù)不勝數(shù),很多功能都是利用傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,在此小編就不一一列舉了。

標(biāo)簽: 傳感器
傳感器 傳感器的工作原理及應(yīng)用簡(jiǎn)介_(kāi)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(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào),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(wú)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(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線(xiàn)來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線(xiàn)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?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(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(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)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(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)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(lái)表示。

  三、傳感器的線(xiàn)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(xiàn)而非直線(xiàn)。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(xiàn)近似地代表實(shí)際的特性曲線(xiàn)、線(xiàn)性度(非線(xiàn)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(xiàn)的選取有多種方法。如將零輸入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn);或?qū)⑴c特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線(xiàn)作為擬合直線(xiàn),此擬合直線(xiàn)稱(chēng)為最小二乘法擬合直線(xiàn)

  四、傳感器的靈敏度:

  靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線(xiàn)的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線(xiàn)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(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)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?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說(shuō),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(guò)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(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿(mǎn)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(mǎn)量程的百分比表示,則稱(chēng)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(wèn)題

  目前市場(chǎng)上在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別,如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問(wèn)題,只有確定用什么類(lèi)型的傳感器之后,與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)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(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類(lèi)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(cè)量是單向量,而且對(duì)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(cè)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(cè)量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)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(xiàn)性范圍,傳感器的線(xiàn)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(xiàn)性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí),當(dāng)傳感器的種類(lèi)確定以后首先要看其量程是否滿(mǎn)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(chēng)為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)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(cè)量系統(tǒng)測(cè)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(mǎn)足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以,不必選得過(guò)高。

  對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合,無(wú)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(mǎn)足使用要求。

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傳感器 選用傳感器需要注意的問(wèn)題_傳感器

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