霍爾
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器,,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù),、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面?;魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法,。通過霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型,、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù),。
霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。
1,、線性型霍爾傳感器由霍爾元件,、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模擬量,。
2,、開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件,、差分放大器,,斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成,它輸出數(shù)字量,。
霍爾電壓隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化,,磁場(chǎng)越強(qiáng),電壓越高,,磁場(chǎng)越弱,,電壓越低?;魻栯妷褐岛苄?,通常只有幾個(gè)毫伏,但經(jīng)集成電路中的放大器放大,,就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào),。若使霍爾集成電路起傳感作用,需要用機(jī)械的方法來改變磁場(chǎng)強(qiáng)度,。下圖所示的方法是用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開關(guān),,當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí),磁場(chǎng)偏離集成片,,霍爾電壓消失,。這樣,霍爾集成電路的輸出電壓的變化,,就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置,,利用這一工作原理,,可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器?;魻栃?yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器,,它要有外加電源才能工作,這一特點(diǎn)使它能檢測(cè)轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,。
溫度
1,、室溫管溫傳感器:室溫傳感器用于測(cè)量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度,管溫傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度,。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同,,但溫度特性基本一致。按溫度特性劃分,,美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型:1.常數(shù)B值為4100K±3%,,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對(duì)應(yīng)電阻公差約為±7%,;而0℃以下及55℃以上,,對(duì)于不同的供應(yīng)商,電阻公差會(huì)有一定的差別,。溫度越高,,阻值越小,;溫度越低,,阻值越大。離25℃越遠(yuǎn),,對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大,。
2、排氣溫度傳感器:排氣溫度傳感器用于測(cè)量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度,,常數(shù)B值為3950K±3%,基準(zhǔn)電阻為90℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±3%,。
3、模塊溫度傳感器:模塊溫度傳感器用于測(cè)量變頻模塊(IGBT或IPM)的溫度,,用的感溫頭的型號(hào)是602F-3500F,,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻6KΩ±1%。幾個(gè)典型溫度的對(duì)應(yīng)阻值分別是:-10℃→(25.897~28.623)KΩ,;0℃→(16.3248~17.7164)KΩ,;50℃→(2.3262~2.5153)KΩ;90℃→(0.6671~0.7565)KΩ,。
溫度傳感器的種類很多,,經(jīng)常使用的有熱電阻:PT100、PT1000,、Cu50,、Cu100,;熱電偶:B、E,、J,、K、S等,。溫度傳感器不但種類繁多,,而且組合形式多樣,,應(yīng)根據(jù)不同的場(chǎng)所選用合適的產(chǎn)品,。
測(cè)溫原理:根據(jù)電阻阻值、熱電偶的電勢(shì)隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理,,我們可以得到所需要測(cè)量的溫度值,。
無線溫度
無線溫度傳感器將控制對(duì)象的溫度參數(shù)變成電信號(hào),并對(duì)接收終端發(fā)送無線信號(hào),對(duì)系統(tǒng)實(shí)行檢測(cè),、調(diào)節(jié)和控制,。可直接安裝在一般工業(yè)熱電阻,、熱電偶的接線盒內(nèi),,與現(xiàn)場(chǎng)傳感元件構(gòu)成一體化結(jié)構(gòu)。通常和無線中繼,、接收終端,、通信串口、電子計(jì)算機(jī)等配套使用,,這樣不僅節(jié)省了補(bǔ)償導(dǎo)線和電纜,,而且減少了信號(hào)傳遞失真和干擾,從而獲的了高精度的測(cè)量結(jié)果,。
無線溫度傳感器廣泛應(yīng)用于化工,、冶金、石油,、電力,、水處理、制藥,、食品等自動(dòng)化行業(yè),。例如:高壓電纜上的溫度采集;水下等惡劣環(huán)境的溫度采集,;運(yùn)動(dòng)物體上的溫度采集,;不易連線通過的空間傳輸傳感器數(shù)據(jù);單純?yōu)榻档筒季€成本選用的數(shù)據(jù)采集方案,;沒有交流電源的工作場(chǎng)合的數(shù)據(jù)測(cè)量,;便攜式非固定場(chǎng)所數(shù)據(jù)測(cè)量,。
智能
智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協(xié)調(diào)動(dòng)作,結(jié)合長(zhǎng)期以來測(cè)試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)而提出來的,。是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的智能單元,,它的出現(xiàn)對(duì)原來硬件性能苛刻要求有所減輕,而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高,。
1,、信息存儲(chǔ)和傳輸——隨著全智能集散控制系統(tǒng)(SmartDistributedSystem)的飛速發(fā)展,對(duì)智能單元要求具備通信功能,,用通信網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字形式進(jìn)行雙向通信,,這也是智能傳感器關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能傳感器通過測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸或接收指令來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能,。如增益的設(shè)置,、補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)置、內(nèi)檢參數(shù)設(shè)置,、測(cè)試數(shù)據(jù)輸出等,。
2、自補(bǔ)償和計(jì)算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術(shù)人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補(bǔ)償工作,,但都沒有從根本上解決問題,。而智能傳感器的自補(bǔ)償和計(jì)算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補(bǔ)償開辟了新的道路。這樣,,放寬傳感器加工精密度要求,,只要能保證傳感器的重復(fù)性好,利用微處理器對(duì)測(cè)試的信號(hào)通過軟件計(jì)算,,采用多次擬合和差值計(jì)算方法對(duì)漂移和非線性進(jìn)行補(bǔ)償,,從而能獲得較精確的測(cè)量結(jié)果壓力傳感器。
3,、自檢,、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗(yàn)和標(biāo)定,,以保證它在正常使用時(shí)足夠的準(zhǔn)確度,,這些工作一般要求將傳感器從使用現(xiàn)場(chǎng)拆卸送到實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)部門進(jìn)行。對(duì)于在線測(cè)量傳感器出現(xiàn)異常則不能及時(shí)診斷,。采用智能傳感器情況則大有改觀,,首先自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢,診斷測(cè)試以確定組件有*,。其次根據(jù)使用時(shí)間可以在線進(jìn)行校正,,微處理器利用存在EPROM內(nèi)的計(jì)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校對(duì)。
4、復(fù)合敏感功能——觀察周圍的自然現(xiàn)象,,常見的信號(hào)有聲,、光、電,、熱,、力、化學(xué)等,。敏感元件測(cè)量一般通過兩種方式:直接和間接的測(cè)量,。而智能傳感器具有復(fù)合功能,能夠同時(shí)測(cè)量多種物理量和化學(xué)量,,給出能夠較全面反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息,。
光敏
光敏傳感器是最常見的傳感器之一,它的種類繁多,,主要有:光電管,、光電倍增管、光敏電阻,、光敏三極管、太陽(yáng)能電池,、紅外線傳感器,、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器,、色彩傳感器,、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長(zhǎng)在可見光波長(zhǎng)附近,,包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng),。光傳感器不只局限于對(duì)光的探測(cè),它還可以作為探測(cè)元件組成其他傳感器,,對(duì)許多非電量進(jìn)行檢測(cè),,只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的變化即可。光傳感器是產(chǎn)量最多,、應(yīng)用*的傳感器之一,,它在自動(dòng)控制和非電量電測(cè)技術(shù)引中占有非常重要的地位。簡(jiǎn)單的光敏傳感器 是光敏電阻,,當(dāng)光子沖擊接合處就會(huì)產(chǎn)生電流,。
生物
生物傳感器的概念
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì),、DNA,、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科,,是發(fā)展生物技術(shù)的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法,,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法,。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),,二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工,,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置,、儀器和系統(tǒng)。
生物傳感器的原理
待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料,,經(jīng)分子識(shí)別,,發(fā)生生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào),,再經(jīng)二次儀表放大并輸出,,便可知道待測(cè)物濃度。
生物傳感器的分類
按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類,,可分為:微生物傳感器,、免疫傳感器、組織傳感器,、細(xì)胞傳感器,、酶?jìng)鞲衅鳌NA傳感器等等,。
按照傳感器器件檢測(cè)的原理分類,,可分為:熱敏生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器,、壓電生物傳感器,、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器,、酶電極生物傳感器,、介體生物傳感器等。
按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類,,可分為親和型和代謝型兩種,。