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德國倍加福P+F傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
點擊次數(shù):906 發(fā)布時間:2011-2-26
德國倍加福P+F傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應(yīng));它們的用途,;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等,。
根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類 :
傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),,磁致伸縮現(xiàn)象,,離化、極化,、熱電,、光電、磁電等效應(yīng),。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號,。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,,被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號,。
有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類,。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運作的,。化學傳感器技術(shù)問題較多,,例如可靠性問題,,規(guī)模生產(chǎn)的可能性,價格問題等,,解決了這類難題,,化學傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。
德國倍加福P+F傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于表1.1,。
按照其用途,,傳感器可分類為:
壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器
液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器
速度傳感器 熱敏傳感器
加速度傳感器 射線輻射傳感器
振動傳感器 濕敏傳感器
磁敏傳感器 氣敏傳感器
真空度傳感器 生物傳感器等?!?
以其輸出信號為標準可將傳感器分為:
模擬傳感器——將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成模擬電信號,。
數(shù)字傳感器——將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換),?!?
膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)?!?
開關(guān)傳感器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,,傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。
在外界因素的作用下,,所有材料都會作出相應(yīng)的,、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對外界作用zui敏感的材料,,即那些具有功能特性的材料,被用來制作傳感器的敏感元件,。
德國倍加福P+F傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域從所應(yīng)用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類:
(1)按照其所用材料的類別分
金屬 聚合物 陶瓷 混合物
(2)按材料的物理性質(zhì)分 導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料
(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分
單晶 多晶 非晶材料
與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開發(fā)工作,,可以歸納為下述三個方向:
(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象,、效應(yīng)和反應(yīng),然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實際使用,?!?
(2)探索新的材料,應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象,、效應(yīng)和反應(yīng)來改進傳感器技術(shù),。
(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象,、新效應(yīng)和反應(yīng),,并在傳感器技術(shù)中加以具體實施?!?
現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強度,。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的,、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料,。
按照其制造工藝,,可以將傳感器區(qū)分為:
集成傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器陶瓷傳感器
集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的,。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上?!?
薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的,,相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,,同樣可將部分電路制造在此基板上,。
厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料,,涂覆在陶瓷基片上制成的,,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,,使厚膜成形,。
陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)?!?
完成適當?shù)念A(yù)備性操作之后,,已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,,在某些方面,,可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足,。由于研究,、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理,。
轉(zhuǎn)速傳感器----就是旋轉(zhuǎn)編碼器,將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖波(5VDC)送入PLC或其它處理器進行處理,。
電流傳感器----就是電流變送器,,將0-或更大的電流信號轉(zhuǎn)換成4——20mA或0——20mA的標準控制信號給處理器。
電壓傳感器----就是電壓變送器,,將0——100V或更大的電壓信號轉(zhuǎn)換成0——10V的標準控制信號給處理器,。
振動傳感器----檢測機械設(shè)備的振動,進行線性輸出或繼電器輸出,。
霍爾傳感器---- 就是電感式的接近開關(guān),,采用霍爾原理。檢測距離不會超過10mm,。輸出信號一般都是直流三線制的PNP或NPN輸出,。
缸壓傳感器——就是壓力傳感器,可以輸出繼電器信號也可以是線性信號,。
空氣流量傳感器——可以輸出繼電器信號或電壓,、電流的線性信號。
氧傳感器 ——
節(jié)氣門位置傳感器
溫度傳感器 ——這個一般都是線性的電壓輸出,。并且要配合溫控器使用