傳感器分類(總結(jié))
由于被測參量種類繁多,,其工作原理和使用條件又各不相同,,因此傳感器的種類和規(guī)格十分繁雜,,分類方法也很多?,F(xiàn)將常采用的分類方法歸納如下:
1、按輸入量即測量對象的不同分:
如輸入量分別為:溫度,、壓力,、位移、速度,、濕度,、光線、氣體等非電量時,,則相應的傳感器稱為溫度傳感器,、壓力傳感器、稱重傳感器等,。
這種分類方法明確地說明了傳感器的用途,,給使用者提供了方便,容易根據(jù)測量對象來選擇所需要的傳感器,,缺點是這種分類方法是將原理互不相同的傳感器歸為一類,,很難找出每種傳感器在轉(zhuǎn)換機理上有何共性和差異,因此,,對掌握傳感器的一些基本原理及分析方法是不利的,。因為同一種型式的傳感器,如壓電式傳感器,,它可以用來測量機械振動中的加速度,、速度和振幅等,也可以用來測量沖擊和力,,但其工作原理是一樣的,。
這種分類方法把種類較多的物理量分為:基本量和派生量兩大類.例如力可視為基本物理量,從力可派生出壓力,、重量,,應力、力矩等派生物理量.當我們需要測量上述物理量時,,只要采用力傳感器就可以了,。所以了解基本物理量和派生物理量的關(guān)系,對于系統(tǒng)使用何種傳感器是很有幫助的,。
2,、按工作(檢測)原理分類
檢測原理指傳感器工作時所依據(jù)的物理效應、化學效應和生物效應等機理,。有電阻式,、電容式、電感式、壓電式,、電磁式,、磁阻式、光電式,、壓阻式,、熱電式、核輻射式,、半導體式傳感器等,。
如根據(jù)變電阻原理,相應的有電位器式,、應變片式,、壓阻式等傳感器;如根據(jù)電磁感應原理,,相應的有電感式,、差壓變送器、電渦流式,、電磁式,、磁阻式等傳感器;如根據(jù)半導體有關(guān)理論,,則相應的有半導體力敏,、熱敏、光敏,、氣敏,、磁敏等固態(tài)傳感器。
這種分類方法的優(yōu)點是便于傳感器專業(yè)工作者從原理與設(shè)計上作歸納性的分析研究,,避免了傳感器的名目過于繁多,,故較常采用。缺點是用戶選用傳感器時會感到不夠方便,。
有時也常把用途和原理結(jié)合起來命名,,如電感式位移傳感器,壓電式力傳感器等,,以避免傳感器名目過于繁多.
3,、按照傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)在信號變換過程中是否發(fā)生變化可分為:
a、物性型傳感器:在實現(xiàn)信號的變換過程中,,結(jié)構(gòu)參數(shù)基本不變,,而是利用某些物質(zhì)材料(敏感元件)本身的物理或化學性質(zhì)的變化而實現(xiàn)信號變換的。
這種傳感器一般沒有可動結(jié)構(gòu)部分,,易小型化,,故也被稱作固態(tài)傳感器,,它是以半導體、電介質(zhì),、鐵電體等作為敏感材料的固態(tài)器件,。如:熱電偶、壓電石英晶體,、熱電阻以及各種半導體傳感器如力敏、熱敏,、濕敏,、氣敏、光敏元件等,。
b,、結(jié)構(gòu)型傳感器:依靠傳感器機械結(jié)構(gòu)的幾何形狀或尺寸(即結(jié)構(gòu)參數(shù))的變化而將外界被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應的電阻、電感,、電容等物理量的變化,,實現(xiàn)信號變換,從而檢測出被測信號,。
如:電容式,、電感式、應變片式,、電位差計式等,。
4、根據(jù)敏感元件與被測對象之間的能量關(guān)系(或按是否需外加能源)來分:
a,、能量轉(zhuǎn)換型(有源式,、自源式、發(fā)電式):在進行信號轉(zhuǎn)換時不需要另外提供能量,,直接由被測對象輸入能量,,把輸入信號能量變換為另一種形式的能量輸出使其工作。有源傳感器類似一臺微型發(fā)電機,,它能將輸入的非電能量轉(zhuǎn)換成電能輸出,,傳感器本身勿需外加電源,信號能量直接從被測對象取得,。因此只要配上必要的放大器就能推動顯示記錄儀表,。
如:壓電式、壓磁式,、電磁式,、電動式、熱電偶,、光電池,、霍爾元件、磁致伸縮式、電致伸縮式,、靜電式等傳感器,。
這類傳感器中,有一部分能量的變換是可逆的,,也可以將電能轉(zhuǎn)換為機械能或其它非電量,。如壓電式、壓磁式,、電動式傳感器等,。
b、能量控制型(無源式,、他源式,、參量式):在進行信號轉(zhuǎn)換時,需要先供給能量即從外部供給輔助能源使傳感器工作,,并且由被測量來控制外部供給能量的變化等,。對于無源傳感器,被測非電量只是對傳感器中的能量起控制或調(diào)制作用,,得通過測量電路將它變?yōu)殡妷夯螂娏髁?,然后進行轉(zhuǎn)換、放大,,以推動指示或記錄儀表,。配用測量電路通常是電橋電路或諧振電路。
如:電阻式,、電容式,、電感式、差動變壓器式,、渦流式,、熱敏電阻、光電管,、光敏電阻,、濕敏電阻、磁敏電阻等,。
5,、按輸出信號的性質(zhì)分:
a、模擬式傳感器:將被測非電量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的電壓或電流,,如要求配合數(shù)字顯示器或數(shù)字計算機,,需要配備模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換裝置。
上面提到的傳感器基本上屬于模擬傳感器,。
b,、數(shù)字式傳感器:能直接將非電量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,,可以直接用于數(shù)字顯示和計算,可直接配合計算機,,具有抗*力強,,適宜距離傳輸?shù)葍?yōu)點。
目前這類傳感器可分為脈沖,、頻率和數(shù)碼輸出三類,。如光柵傳感器等。
6,、按照傳感器與被測對象的關(guān)聯(lián)方式(是否接觸)可分為:
a,、接觸式:如:電位差計式、應變式,、電容式,、電感式等,;
b,、非接觸式:接觸式的優(yōu)點是傳感器與被測對象視為一體,傳感器的標定無須在使用現(xiàn)場進行,,缺點是傳感器與被測對象接觸會對被測對象的狀態(tài)或特性不可避免地產(chǎn)生或多或少的影響,。非接觸式則沒有這種影響;
非接觸化測量可以消除傳感器介入而使被測量受到的影響,,提高測量的準確性,,同時,可使傳感器的使用壽命增加,。但是非接觸式傳感器的輸出會受到被測對象與傳感器之間介質(zhì)或環(huán)境的影響,。因此傳感器標定必須在使用現(xiàn)場進行。
7,、按傳感器構(gòu)成來分:
a,、基本型傳感器:是一種基本的單個變換裝置。
b,、組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器,。
c、應用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器,。
例如:熱電偶是基本型傳感器,,把它與紅外線輻射轉(zhuǎn)為熱量的熱吸收體組合成紅外線輻射傳感器,即一種組合傳感器,;把這種組合傳感器應用于紅外線掃描設(shè)備中,,就是一種應用型傳感器。有其他技術(shù)溫度請聯(lián)系廣州迪川儀器儀表有限公司
8,、按作用形式來分:
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器,。
主動型傳感器又有作用型和反作用型,,此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號,能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化,,或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應而形成信號,。檢測探測信號變化方式的稱為作用型,檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱為反作用型,。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例,,而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。
被動型傳感器只是接收被測對象本身產(chǎn)生的信號,,如紅外輻射溫度計,、紅外攝像裝置等
9、按傳感器的特殊性來分:
上面介紹的分類是傳感器的基本類型,,按特殊性可分以下類型:
按檢測功能可分為檢測溫度,、壓力、溫度,、流量計,、流速、加速度,、磁場,、光通量等的傳感器;
按傳感器工作的物理基礎(chǔ)可分為機械式,、電氣式,、光學式、液體式等,;
按轉(zhuǎn)換現(xiàn)象的范圍可分為化學傳感器,、電磁學傳感器、力學傳感器和光學傳感器,;
按材料可分為金屬,、陶瓷、有機高分子材料,、半導體傳感器等,;
按應用領(lǐng)域分為工業(yè),民用,、科研,、醫(yī)療,農(nóng)用,,軍用等傳感器,;
按功能用途分為計測用、監(jiān)視用,、檢查用,,診斷用,、控制用,分析用等傳感器