用七點(diǎn)分享德國SICK光敏傳感器的特性
用七點(diǎn)分享德國SICK光敏傳感器的特性:
1.傳感器的動(dòng)態(tài)性。動(dòng)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性,。動(dòng)態(tài)特性輸入信號(hào)變化時(shí),,輸出信號(hào)隨時(shí)間變化而相應(yīng)地變化,,這個(gè)過程稱為響應(yīng)。傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鲗?duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性,。動(dòng)態(tài)特性好的傳感器,當(dāng)輸入信號(hào)是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí),,傳感器能及時(shí)精確地跟蹤輸入信號(hào),,按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律輸出信號(hào)。當(dāng)傳感器輸入信號(hào)的變化緩慢時(shí),,是容易跟蹤的,,但隨著輸入信號(hào)的變化加快,傳感器的及時(shí)跟蹤性能會(huì)逐漸下降,。通常要求傳感器不僅能精確地顯示被測(cè)量的大小,,而且還能復(fù)現(xiàn)被測(cè)量隨時(shí)間變化的規(guī)律,這也是傳感器的重要特性之一,。
2.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,,為使儀表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,。
3.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),。
4.傳感器的穩(wěn)定性,。穩(wěn)定性表示傳感器在一個(gè)較長的時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力。理想的情況是不論什么時(shí)候,,傳感器的特性參數(shù)都不隨時(shí)間變化,。但實(shí)際上,隨著時(shí)間的推移,,大多數(shù)傳感器的特性會(huì)發(fā)生改變,。這是因?yàn)槊舾衅骷驑?gòu)成傳感器的部件,其特性會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化,,從而影響傳感器的穩(wěn)定性,。
5.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,,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(duì)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。
6.傳感器的遲滯性,。遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減小)行程間輸出-輸入特性曲線不一致的程度,,通常用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。
7.傳感器的重復(fù)性,。重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度,。各條特性曲線越靠近,說明重復(fù)性越好,,隨機(jī)誤差就越小,。
二、常見的傳感器種類
上面總結(jié)了傳感器的一些主要特性,,下面就把常見的傳感器的種類帶給大家,。
1.電阻式傳感器
電阻式傳感器是將被測(cè)量,如位移,、形變,、力、加速度,、濕度,、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式,、壓阻式,、熱電阻、熱敏,、氣敏,、濕敏等電阻式傳感器件。
2.變頻功率傳感器
變頻功率傳感器通過對(duì)輸入的電壓,、電流信號(hào)進(jìn)行交流采樣,再將采樣值通過電纜,、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連,,數(shù)字量輸入二次儀表對(duì)電壓、電流的采樣值進(jìn)行運(yùn)算,,可以獲取電壓有效值,、電流有效值、基波電壓,、基波電流,、諧波電壓、諧波電流,、有功功率,、基波功率、諧波功率等參數(shù),。
3.稱重傳感器
稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力→電轉(zhuǎn)換裝置,,是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。
能夠?qū)崿F(xiàn)力→電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種,,常見的有電阻應(yīng)變式,、電磁力式和電容式等,。電磁力式主要用于電子天平,電容式用于部分電子吊秤,,而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器,。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確度高,,適用面廣,,且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。
4.電阻應(yīng)變式傳感器
傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),,即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類,,金屬應(yīng)變片有金屬絲式,、箔式、薄膜式之分,。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式,、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn),。
5.壓阻式傳感器
壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件,。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式,。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),,各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出,。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片,,硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍
6.德國SICK熱電阻傳感器
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的,。熱電阻大都由純金屬材料制成,,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,此外,,已開始采用鎳,、錳和銠等材料制造熱電阻。它主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù),。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合,,這種傳感器比較適用。
7.激光傳感器
利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,。它由激光器,、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表,它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量,,速度快,,精度高,量程大,,抗光,、電干擾能力強(qiáng)等。激光傳感器工作時(shí),,先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖,,經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射,部分散射光返回到傳感器接收器,,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上,。
8.霍爾傳感器
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,。霍爾效應(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),。
9.溫度傳感器
溫度傳感器主要是根據(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,。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,。
10.無線溫度傳感器
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??芍苯影惭b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,。
11.SICK智能傳感器
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。
12.光敏傳感器
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。它的敏感波長在可見光波長附近,,包括紅外線波長和紫外線波長,。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。光傳感器是目前產(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。
13.視覺傳感器
視覺傳感器是指:具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)發(fā)千計(jì)像素的能力,,圖像的清晰和細(xì)膩程度常用分辨率來衡量,,以像素?cái)?shù)量表示。視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的像素,,圖像的清晰和細(xì)膩程度通常用分辨率來衡量,,以像素?cái)?shù)量表示。
14.SICK位移傳感器
位移傳感器又稱為線性傳感器,,把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器,。位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件,傳感器的作用是把各種被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量它分為電感式位移傳感器,,電容式位移傳感器,,光電式位移傳感器,,超聲波式位移傳感器,霍爾式位移傳感器,。
15.光柵傳感器
計(jì)量光柵通常用于數(shù)字檢測(cè)系統(tǒng),,用來檢測(cè)高精度直線位移和角位移,是數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較多的一種檢測(cè)裝置,。光柵傳感器的空間分辨率一般可達(dá)1μm左右,,單根光柵的長度可達(dá)600mm以上,主光柵能夠進(jìn)行拼接,,測(cè)量范圍可達(dá)幾米以上,。
16.紅外傳感器
紅外線傳感器是利用熱電偶原理,由紅外輻射與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應(yīng)探測(cè)紅外輻射的傳感器,,多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學(xué)效應(yīng),。測(cè)量目標(biāo)物與傳感器或者物體與環(huán)境溫度之間的差值,熱電偶的原理是二種不同的金屬A和B構(gòu)成一個(gè)閉合回路,,當(dāng)二個(gè)接觸端溫度不同時(shí)(T>To),,回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)Eab,其中T稱為熱端、工作端或測(cè)量端,,To稱為冷端,、自由端或參比端。A和B稱為熱電極,。熱電勢(shì)的大小由接觸電勢(shì)(也叫伯爾貼電勢(shì))和溫差電勢(shì)(也叫湯姆遜電勢(shì))決定,。
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