TURCKBI5-M18-AD4X 7M/圖爾克傳感器技術(shù)參數(shù)/TURCK傳感器型號/TURCK傳感器使用指南
TURCKBI5-M18-AD4X 7M,,圖爾克傳感器技術(shù)參數(shù),,TURCK傳感器型號,,TURCK傳感器使用指南
TURCK傳感器 TURCK接近開關(guān) TURCK編碼器 德國TURCK 圖爾克接近開關(guān)
TURCK公司簡介
TURCK公司是世界上*批認(rèn)識到將電子元件應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線控制的可能性的公司之一,,隨著工控自動化技術(shù)的不斷發(fā)展,,經(jīng)過幾十年的不懈努力,,圖爾克公司以其世界*的服務(wù),。德國圖爾克集團公司。品牌英文名為Turck,,在工業(yè)自動化控制技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),,特別是傳感器制造方面贏得了*的聲譽和 圖爾克公司產(chǎn)品不僅達(dá)到德國國家標(biāo)準(zhǔn)(DIN), 同時還符合歐洲(EN)標(biāo)準(zhǔn)及電工委員會標(biāo)準(zhǔn)(IEC) ,憑借出色的制造技術(shù)和苛刻的質(zhì)量保證體系及標(biāo)準(zhǔn)(DIN標(biāo)準(zhǔn),,ISO 9000標(biāo)準(zhǔn)等) 圖爾克公司為廣大的客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品,,同時圖爾克公司還建立了范圍的網(wǎng),可以為客戶提供單獨定制的解決方案,。 現(xiàn)在圖爾克公司已發(fā)展成為擁有1400名員工的跨國集團公司,。在中國,美國等12個國家設(shè)有分廠,,在60國家設(shè)有機構(gòu),,有能力為客戶提供滿意的及現(xiàn)場解決方案。
編輯本段TURCK主要產(chǎn)品有:
德國TURCK(圖爾克)控制開關(guān)|編碼器是工業(yè)控制領(lǐng)域的,,德國圖爾克集團公司創(chuàng)建于六十年代初期,,是世界上生產(chǎn)接近開關(guān)類傳感器、光電類傳感器,、工業(yè)現(xiàn)場總線,、本安隔離刪,、TURCK超聲波傳感器 、TURCK直線位移傳感器,、 TURCK模擬量電感式傳感器,、 TURCK光電測距類傳感器 、TURCK磁感式線性位移傳感器,、 TURCK旋轉(zhuǎn)位移傳感器(旋轉(zhuǎn)編碼器)
接近開關(guān)分電感式、電容式,,接線有三條的,,有兩條的,電壓有24V,、220V交流和直流的很多種,;
不管哪種,它們的工作原理都是接近物體后它里面的感應(yīng)回路就產(chǎn)生一個電信號,,它的放大電路放大這個信號后就輸出(開關(guān))電壓,,來啟動連在上面的中間繼電器動作。
接近開關(guān)是一種毋需與運動部件進行機械接觸而可以操作的位置開關(guān),,當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動作距離時,,不需要機械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動作,從而驅(qū)動交流或直流電器或給計算機裝置提供控制指令,。接近開關(guān)是種開關(guān)型傳感器(即無無觸點開關(guān)),,它即有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性,,同時具有傳感性能,,且動作可靠,性能穩(wěn)定,,頻率響應(yīng)快,,應(yīng)用壽命長,抗干擾能力強等,、并具有防水,、防震、耐腐蝕等特點,。產(chǎn)品有電感式,、電容式、霍爾式,、交,、直流型。
接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān),,是理想的電子開關(guān)量傳感器,。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域,,開關(guān)就能無接觸,無壓力,、無火花,、迅速發(fā)出電氣指令,準(zhǔn)確反應(yīng)出運動機構(gòu)的位置和行程,,即使用于一般的行程控制,,其定位精度、操作頻率,、使用壽命,、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力,是一般機械式行程開關(guān)所不能相比的,。它廣泛地應(yīng)用于機床,、冶金、化工,、輕紡和印刷等行業(yè),。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù),、定位控制和自動保護環(huán)節(jié),。接近開關(guān)具有使用壽命長、工作可靠,、重復(fù)定位精度高,、無機械磨損、無火花,、無噪音,、抗振能力強等特點。因此到目前為止,,接近開關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛,,其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。
2.接近開關(guān)的主要功能
2.1檢驗距離
檢測電梯,、升降設(shè)備的停止,、起動、通過位置,;檢測車輛的位置,,防止兩物體相撞檢測;檢測工作機械的設(shè)定位置,,移動機器或部件的極限位置,;檢測回轉(zhuǎn)體的停止位置,閥門的開或關(guān)位置,;檢測氣缸或液壓缸內(nèi)的活塞移動位置,。
2.2尺寸控制
金屬板沖剪的尺寸控制裝置,;自動選擇、鑒別金屬件長度,;檢測自動裝卸時堆物高度,;檢測物品的長、寬,、高和體積,。
2.3檢測物體存在有否 檢測生產(chǎn)包裝線上有無產(chǎn)品包裝箱;檢測有無產(chǎn)品零件,。
2.4轉(zhuǎn)速與速度控制
控制傳送帶的速度,;控制旋轉(zhuǎn)機械的轉(zhuǎn)速;與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù),。
2.5計數(shù)及控制
檢測生產(chǎn)線上流過的產(chǎn)品數(shù);高速旋轉(zhuǎn)軸或盤的轉(zhuǎn)數(shù)計量,;零部件計數(shù),。
2.6檢測異常
檢測瓶蓋有無;產(chǎn)品合格與不合格判斷,;檢測包裝盒內(nèi)的金屬制品缺乏與否,;區(qū)分金屬與非金屬零件;產(chǎn)品有無標(biāo)牌檢測,;起重機危險區(qū)報警,;安全扶梯自動啟停。
2.7計量控制
產(chǎn)品或零件的自動計量,;檢測計量器,、儀表的指針范圍而控制數(shù)或流量;檢測浮標(biāo)控制測面高度,,流量,;檢測不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo);儀表量程上限或下限的控制,;流量控制,,水平面控制。
2.8識別對象
根據(jù)載體上的碼識別是與非,。
2.9信息傳送
ASI(總線)連接設(shè)備上各個位置上的傳感器在生產(chǎn)線(50-100米)中的數(shù)據(jù)往返傳送等,。
3.接近開關(guān)分類及結(jié)構(gòu)
接近開關(guān)的作用是當(dāng)某物體與接近開關(guān)接近并達(dá)到一定距離時,能發(fā)出信號,。它不需要外力施加,,是一種無觸點式的主令電器。它的用途已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出行程開關(guān)所具備的行程控制及限位保護,。 接近開關(guān)可用于高速計數(shù),、檢測金屬體的存在,、測速、液位控制,、檢測零件尺寸以及用作無觸點式按鈕等,。就目前應(yīng)用較為廣泛的接近開關(guān)按工作原理可以分為以下幾種類型:
高頻振蕩型:用以檢測各種金屬體
電容型:用以檢測各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體或固體
光電型:用以檢測所有不透光物質(zhì)
超聲波型:用以檢測不透過超聲波的物質(zhì)
電磁感應(yīng)型:用以檢測導(dǎo)磁或不導(dǎo)磁金屬
按其外型形狀可分為園柱型、方型,、溝型,、穿孔(貫通)型和分離型。園柱型比方型安裝方便,,但其檢測特性相同,,溝型的檢測部位是在槽內(nèi)側(cè),用于檢測通過槽內(nèi)的物體,,貫通型在我國很少生產(chǎn),,而日本則應(yīng)用較為普遍,可用于小螺釘或滾珠之類的小零件和浮標(biāo)組裝成水位檢測裝置等,。
接近開關(guān)按供電方式可分為,;直流型和交流型,按輸出型式又可分為直流兩線制,、直流三線制,、直流四線制、交流兩線制和交流三線制,。
3.1兩線制接近開關(guān)
兩線制接近開關(guān)安裝簡單,,接線方便;應(yīng)用比較廣泛,,但卻有殘余電壓和漏電流大的缺點,。
3.2直流三線式
直流三線式接近開關(guān)的輸出型有NPN和PNP兩種,70年代日本產(chǎn)品絕大多數(shù)是NPN輸出,,西歐各國NPN,、PNP兩種輸出型都有。PNP輸出接近開關(guān)一般應(yīng)用在PLC或計算機作為控制指令較多,,NPN輸出接近開關(guān)用于控制直流繼電器較多,,在實際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進行選擇其輸出形式。
4.接近開關(guān)的選型和檢測
4.1.接近開關(guān)的選型
對于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離,,應(yīng)選用不同類型的接近開關(guān),,以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價格比,為此在選型中應(yīng)遵循以下原則:
4.1.1.當(dāng)檢測體為金屬材料時,,應(yīng)選用高頻振蕩型接近開關(guān),,該類型接近開關(guān)對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測zui靈敏。對鋁,、黃銅和不銹鋼類檢測體,,其檢測靈敏度就低。
4.1.2.當(dāng)檢測體為非金屬材料時,,如,;木材、紙張,、塑料,、玻璃和水等,應(yīng)選用電容型接近開關(guān),。
4.1.3.金屬體和非金屬要進行遠(yuǎn)距離檢測和控制時,,應(yīng)選用光電型接近開關(guān)或超聲波型接近開關(guān)。
4.1.4.對于檢測體為金屬時,,若檢測靈敏度要求不高時,,可選用價格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。
4.2.接近開關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測
4.2.1.動作距離測定,;當(dāng)動作片由正面靠近接近開關(guān)的感應(yīng)面時,,使接近開關(guān)動作的距離為接近開關(guān)的zui大動作距離,測得的數(shù)據(jù)應(yīng)在產(chǎn)品的參數(shù)范圍內(nèi),。
4.2.2.釋放距離的測定;當(dāng)動作片由正面離開接近開關(guān)的感應(yīng)面,,開關(guān)由動作轉(zhuǎn)為釋放時,,測定動作片離開感應(yīng)面的zui大距離。
4.2.3.回差H的測定,;zui大動作距離和釋放距離之差的值,。
4.2.4.動作頻率測定;用調(diào)速電機帶動膠木圓盤,,在圓盤上固定若干鋼片,,調(diào)整開關(guān)感應(yīng)面和動作片間的距離,約為開關(guān)動作距離的80%左右,,轉(zhuǎn)動圓盤,,依次使動作片靠近接近開關(guān),在圓盤主軸上裝有測速裝置,,開關(guān)輸出信號經(jīng)整形,,接至數(shù)字頻率計。此時啟動電機,,逐步提高轉(zhuǎn)速,,在轉(zhuǎn)速與動作片的乘積與頻率計數(shù)相等的條件下,可由頻率計直接讀出開關(guān)的動作頻率。
4.2.5.重復(fù)精度測定,;將動作片固定在量具上,,由開關(guān)動作距離的120%以外,從開關(guān)感應(yīng)面正面靠近開關(guān)的動作區(qū),,運動速度控制在0.1mm/s上,。當(dāng)開關(guān)動作時,讀出量具上的讀數(shù),,然后退出動作區(qū),,使開關(guān)斷開。如此重復(fù)10次,,zui后計算10次測量值的zui大值和zui小值與10次平均值之差,,差值大者為重復(fù)精度誤差.
傳感器是一種物理裝置或生物器官,能夠探測,、感受外界的信號,、物理條件(如光、熱,、濕度)或化學(xué)組成(如煙霧),,并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”,。傳感器是一種檢測裝置,,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸,、處理,、存儲、顯示,、記錄和控制等要求,。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
“傳感器”在新韋式大詞典中定義為:
?。?ldquo;從一個系統(tǒng)接受功率,,通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。
根據(jù)這個定義,,傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式,,所以不少學(xué)者也用“換能器-Transducer”來稱謂“傳感器-Sensor”。
常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表,。
1,、傳感器按照其用途分類:
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 加速度傳感器
射線輻射傳感器 熱敏傳感器
24GHz雷達(dá)傳感器
2,、傳感器按照其原理分類:
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。
3,、傳感器按照其輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)分類:
模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號,。
數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)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(dāng)一個被測量的信號達(dá)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。
4,、傳感器按照其材料為標(biāo)準(zhǔn)分類:
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,。從所應(yīng)用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類:
?。?)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
?。?)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。
?。?)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,。
5,、傳感器按照其制造工藝分類:
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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)?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(rèn)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,。
(空侶網(wǎng)暖通專家提供)
編輯本段傳感器的特性
傳感器靜態(tài)特性
傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號,,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系,。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關(guān),所以它們之間的關(guān)系,,即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程,,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述,。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度,、靈敏度、遲滯,、重復(fù)性,、漂移等。
?。?)線性度:指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度,。定義為在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿量程輸出值之比。
?。?)靈敏度:靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標(biāo),。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。用S表示靈敏度,。
?。?)遲滯:傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號,,傳感器的正反行程輸出信號大小不相等,,這個差值稱為遲滯差值。
?。?)重復(fù)性:重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時,,所得特性曲線不一致的程度。
?。?)漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,,傳感器輸出量隨著時間變化,此現(xiàn)象稱為漂移,。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù),;二是周圍環(huán)境(如溫度、濕度等),。
傳感器動態(tài)特性
所謂動態(tài)特性,,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性,。在實際工作中,,傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因為傳感器對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實驗方法求得,,并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,,往往知道了前者就能推定后者。zui常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種,,所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示,。
傳感器的線性度
通常情況下,傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線,。在實際工作中,,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際的特性曲線,、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標(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相連的理論直線作為擬合直線,;或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線,,此擬合直線稱為zui小二乘法擬合直線,。
傳感器的靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△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,,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,靈敏度可理解為放大倍數(shù),。
提高靈敏度,,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,,測量范圍愈窄,,穩(wěn)定性也往往愈差。
傳感器的分辨率
分辨率是指傳感器可感受到的被測量的zui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,,傳感器的輸出不會發(fā)生變化,,即傳感器對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率時,,其輸出才會發(fā)生變化,。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點的分辨率并不相同,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zui大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo),。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性,。
編輯本段24GHz雷達(dá)傳感器
24GHz雷達(dá)傳感器通過發(fā)射與接收頻率為24.125GHz左右的微波來感應(yīng)物體的
24GHZ雷達(dá)傳感器
存在,,測量物體的運動速度,靜止距離,,物體所處角度等,,采用平面微帶技術(shù),具有體積小.集成化程度高.感應(yīng)靈敏,無需接觸等特點,。
24GHz雷達(dá)傳感器是一種可以將微波回波信號轉(zhuǎn)換為一種電信號的裝換裝置,,是雷達(dá)測速儀,水位計,,汽車ACC輔助巡航系統(tǒng),,自動門感應(yīng)器等的核心芯片,。
編輯本段電阻式傳感器
電阻式傳感器是將被測量,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。
稱重傳感器
引稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕牧?-電轉(zhuǎn)換裝置,,是電子衡器的一個關(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)較簡單,準(zhǔn)確度高,,適用面廣,,且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用,。
編輯本段電阻應(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,。
編輯本段壓阻式傳感器
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)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式,。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時,各電阻值將發(fā)生變化,,電橋就會產(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,,尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用zui為普遍,。
編輯本段熱電阻傳感器
熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳,、錳和銠等材料制造熱電阻,。
熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合,,這種傳感器比較適用,。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅,、鎳等,,它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好,、性能穩(wěn)定,、使用溫度范圍寬、加工容易等特點,。用于測量-200℃~+500℃范圍內(nèi)的溫度,。
熱電阻傳感器分類:
1.NTC熱電阻傳感器:
該類傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器,即,,傳感器阻值隨溫度的升高而減?。?
2.PTC熱電阻傳感器:
該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器,,即,,傳感器阻值隨溫度的升高而增大。
編輯本段溫度傳感器
1,、室溫管溫傳感器:
室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度,,管溫傳感器用于測量蒸發(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,目前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℃對應(yīng)電阻10KΩ±3%,。溫度越高,阻值越??;溫度越低,阻值越大,。離25℃越遠(yuǎn),,對應(yīng)電阻公差范圍越大;在0℃和55℃對應(yīng)電阻公差約為±7%,;而0℃以下及55℃以上,,對于不同的供應(yīng)商,電阻公差會有一定的差別,。茲附“南韓新基”傳感器的溫度與電阻的對應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(57.1821─62.2756─67.7617)KΩ,;-5℃→(48.1378─46.5725─50.2355)KΩ;0℃→(32.8812─35.2024─37.6537)KΩ,;5℃→(25.3095─26.8778─28.5176)KΩ,;10℃→(19.6624─20.7184─21.8114)KΩ;15℃→(15.4099─16.1155─16.8383)KΩ,;20℃→(12.1779─12.6431─13.1144)KΩ,;30℃→(7.67922─7.97078─8.26595)KΩ;35℃→(6.12564─6.40021─6.68106)KΩ,;40℃→(4.92171─5.17519─5.43683)KΩ,;45℃→(3.98164─4.21263─4.45301)KΩ;50℃→(3.24228─3.45097─3.66978)KΩ,;55℃→(2.65676─2.84421─3.04214)KΩ,;60℃→(2.18999─2.35774─2.53605)KΩ。除個別老產(chǎn)品外,,美的空調(diào)電控使用的室溫管溫傳感器均使用這種類型的傳感器,。常數(shù)B值為3470K±1%,基準(zhǔn)電阻為25℃對應(yīng)電阻5KΩ±1%,。同樣,,溫度越高,阻值越??;溫度越低,阻值越大,。離25℃越遠(yuǎn),,對應(yīng)電阻公差范圍越大。茲附“日本北陸”傳感器的溫度與電阻的對應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(22.1498─22.7155─23.2829)KΩ;0℃→(13.9408─14.2293─14.5224)KΩ,;10℃→(9.0344─9.1810─9.3290)KΩ,;20℃→(6.0125─6.0850─6.1579)KΩ;30℃→(4.0833─4.1323─4.1815)KΩ,;40℃→(2.8246─2.8688─2.9134)KΩ,;50℃→(1.9941─2.0321─2.0706)KΩ;60℃→(1.4343─1.4666─1.4994)KΩ,。這種類型的傳感器僅用于個別老產(chǎn)品,如RF7.5WB,、T-KFR120C,、KFC23GWY等。
2,、排氣溫度傳感器:
排氣溫度傳感器用于測量壓縮機頂部的排氣溫度,,常數(shù)B值為3950K±3%,基準(zhǔn)電阻為90℃對應(yīng)電阻5KΩ±3%。茲附“日本芝蒲”傳感器的溫度與電阻的對應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱值,左右分別為zui小zui大值):-30℃→(823.3─997.1─1206)KΩ,;-20℃→(456.9─542.7─644.2)KΩ,;-10℃→(263.7─307.7─358.8)KΩ;0℃→(157.6─180.9─207.5)KΩ,;10℃→(97.09─109.8─124.0)KΩ,;20℃→(61.61─68.66─76.45)KΩ;25℃→(49.59─54.89─60.70)KΩ,;30℃→(40.17─44.17─48.53)KΩ,;40℃→(26.84─29.15─31.63)KΩ;50℃→(18.35─19.69─21.12)KΩ,;60℃→(12.80─13.59─14.42)KΩ,;70℃→(9.107─9.589─10.05)KΩ;80℃→(6.592─6.859─7.130)KΩ,;100℃→(3.560─3.702─3.846)KΩ,;110℃→(2.652─2.781─2.913)KΩ;120℃→(2.003─2.117─2.235)KΩ,;130℃→(1.532─1.632─1.736)KΩ,。
3.、模塊溫度傳感器:模塊溫度傳感器用于測量變頻模塊(IGBT或IPM)的溫度,,目前用的感溫頭的型號是602F-3500F,,基準(zhǔn)電阻為25℃對應(yīng)電阻6KΩ±1%。幾個典型溫度的對應(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,,現(xiàn)在經(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)不同的場所選用合適的產(chǎn)品,。
測溫原理:根據(jù)電阻阻值,、熱電偶的電勢隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理,我們可以得到所需要測量的溫度值,。
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編輯本段PTC溫度傳感器
PTC熱敏電阻采用DIN 44081標(biāo)準(zhǔn)(三頭串聯(lián)型是DIN 44082標(biāo)準(zhǔn))是用于防止電器過熱
的*設(shè)備。
DIN標(biāo)準(zhǔn)確保了互換性,。溫度范圍在60到190度,。
不同反應(yīng)溫度的PTC熱敏電阻可以串接在一起。這樣可以對電器在不同溫度階段起到zui經(jīng)
濟和優(yōu)良的保護,。
光電傳感器
百科名片
光電傳感器
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器,。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,。光電傳感器一般由光源,、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。
目錄
概述
原理
分類
應(yīng)用
光電傳感器特長
傳感器市場前景預(yù)測
概述
原理
分類
應(yīng)用
光電傳感器特長
傳感器市場前景預(yù)測
展開
光電傳感器
編輯本段概述
光電檢測方法具有精度高,、反應(yīng)快,、非接觸等優(yōu)點,而且可測參數(shù)多,,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,,形式靈活多樣,因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛,。
光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件,,它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件,。
光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量,,如光強、光照度,、輻射測溫,、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,,如零件直徑,、表面粗糙度、應(yīng)變,、位移,、振動、速度,、加速度,,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等,。光電式傳感器具有非接觸,、響應(yīng)快,、性能可靠等特點,,因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應(yīng)用。近年來,,新的光電器件不斷涌現(xiàn),,特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁,。
編輯本段原理
由光通量對光電元件的作用原理[1]不同所制成的光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣的,按光電元件(光學(xué)測控系統(tǒng))輸出量性質(zhì)可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關(guān))式光電傳感器.模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換
光電傳感器
成連續(xù)變化的光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系.模擬式光電傳感器按被測量(檢測目標(biāo)物體)方法可分為透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻檔)三大類.所謂透射式是指被測物體放在光路中,恒光源發(fā)出的光能量穿過被測物,部份被吸收后,透射光投射到光電元件上;所謂漫反射式是指恒光源發(fā)出的光投射到被測物上,再從被測物體表面反射后投射到光電元件上;所謂遮光式是指當(dāng)光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物光遮其中一部份,使投射剄光電元件上的光通量改變,改變的程度與被測物體在光路位置有關(guān).
光敏二極管是zui常見的光傳感器,。光敏二極管的外型與一般二極管一樣,只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口,,以便于光線射入,,為增加受光面積,PN結(jié)的面積做得較大,,光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下,,并與負(fù)載電阻相串聯(lián),當(dāng)無光照時,,它與普通二極管一樣,,反向電流很小(<µA),,稱為光敏二極管的暗電流,;當(dāng)有光照時,載流子被激發(fā),,產(chǎn)生電子-空穴,,稱為光電
光電傳感器
載流子,。在外電場的作用下,光電載流子參于導(dǎo)電,,形成比暗電流大得多的反向電流,,該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強度成正比,,于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號,。
光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外,還有對電信號放大的功能,。光敏三級管的外型與一般三極管相差不大,,一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極,基極不引出,,管殼同樣開窗口,,以便光線射入。為增大光照,,基區(qū)面積做得很大,,發(fā)射區(qū)較小,入射光主要被基區(qū)吸收,。工作時集電結(jié)反偏,,發(fā)射結(jié)正偏。在無光照時管子流過的電流為暗電流Iceo=(1+β)Icbo(很?。?,比一般三極管的穿透電流還小,;當(dāng)有光照時,,激發(fā)大量的電子-空穴對,使得基極產(chǎn)生的電流Ib增大,,此刻流過管子的電流稱為光電流,,集電極電流Ic=(1+β)Ib,可見光電三極管要比光電二極管具有更高的靈敏度,。
編輯本段分類
1. 標(biāo)準(zhǔn)光電傳感器
1)漫反射型:一般型或能量型 (-8),,聚焦式 (-8-H),帶背景抑制功能型 (-8-H)
光電傳感器
,,帶背景分析功能型 (-8-HW)
2)反射板型:一般型 (-6),,帶偏振濾波功能型 (-54, -55),帶透明體檢測功能型 (-54-G),,帶前景抑制功能型 (-54-V)
3)對射型
4)槽型
5)光纖傳感器:塑料光纖型,,玻璃光纖型
6)色標(biāo)傳感器,顏色傳感器,,熒光傳感器
7)光通訊
8)激光測距:三角反射原理型,,相位差原理型,,時間差原理型
9)光柵
10)防爆/隔爆型
2. 安全光電傳感器
1)安全對射光電
2)安全光柵
3)安全光幕
4)安全控制器
3. 門控光電傳感器
1)雷達(dá)傳感器:區(qū)域檢測型
2)主動式傳感器:單光束型,多光束型,,區(qū)域檢測型
3)被動式傳感器:區(qū)域檢測型
4)電梯光幕
5)通用光電:槽形,,對射型等
編輯本段光敏傳感器
光敏傳感器是zui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光的探測,,它還可以作為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進行檢測,,只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可,。光傳感器是目前產(chǎn)量zui多,、應(yīng)用zui廣的傳感器之一,,它在自動控制和非電量電測技術(shù)引中占有非常重要的地位。zui簡單的光敏傳感器是光敏電阻,,當(dāng)光子沖擊接合處就會產(chǎn)生電流,。
編輯本段濕度傳感器資訊
高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷,、硅等材料上,,用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件,。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環(huán)境中,,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化,此即為濕度傳感器的基本機理,。影響高分子電容型元件的溫度特性,,除作為介質(zhì)的高分子聚合物的介質(zhì)常數(shù)ε及所吸附水分子的介電常數(shù)ε受溫度影響產(chǎn)生變化外,還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數(shù)影響而產(chǎn)生變化等因素,。根據(jù)德拜理論的觀點,,液體的介電常數(shù)ε是一個與溫度和頻率有關(guān)的無量綱常數(shù),。水分子的ε在T=5℃時為78.36,在T=20℃時為79.63,。有機物ε與溫度的關(guān)系因材料而異,,且不*遵從正比關(guān)系。在某些溫區(qū)ε隨T呈上升趨勢,,某些溫區(qū)ε隨T增加而下降,。多數(shù)文獻(xiàn)在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認(rèn)為:高分子聚合物具有較小的介電常數(shù),如聚酰亞胺在低濕時介電常數(shù)為3.0一3.8,。而水分子介電常數(shù)是高分子ε的幾十倍,。因此高分子介質(zhì)在吸濕后,由于水分子偶極距的存在,,大大提高了吸水異質(zhì)層的介電常數(shù),,這是多相介質(zhì)的復(fù)合介電常數(shù)具有加和性決定的。由于ε的變 化,,使?jié)衩綦娙菰碾娙萘緾與相對濕度成正比,。在設(shè)計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,,高分子介質(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關(guān),。溫度變化所引起的介質(zhì)幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均脹系數(shù)可達(dá)到 的量級,。例如硝酸纖維素的平均脹系數(shù)為108x10-5/℃,。隨著溫度上升,介質(zhì)膜厚d增加,,對C呈負(fù)貢獻(xiàn)值,;但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對水的吸附量增加,即對C呈正值貢獻(xiàn),??梢姖衩綦娙莸臏囟忍匦允芏喾N因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同,;在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù),;不同的感濕材料溫度特性不同??傊?,高分子濕度傳感器的溫度系數(shù)并非常數(shù),而是個變量,。所以通常傳感器生產(chǎn)廠家能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響,。
比較的產(chǎn)品主要使用聚酰胺樹脂,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概要為在硼硅玻璃或藍(lán)寶石襯底上真空蒸發(fā)制作金電極,,再噴鍍感濕介質(zhì)材料(如前所述)形式平整的感濕膜,,再在薄膜上蒸發(fā)上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關(guān)系,,線性度約±2%。雖然,,測濕性能還算可以但其耐溫性,、耐腐蝕性都不太理想,在工業(yè)領(lǐng)域使用,,壽命,、耐溫性和穩(wěn)定性、抗腐蝕能力都有待于進一步提高,。
陶瓷濕敏傳感器是近年來大力發(fā)展的一種新型傳感器,。優(yōu)點在于能耐高溫,濕度滯后,,響應(yīng)速度快,,體積小,便于批量生產(chǎn),,但由于多孔型材質(zhì),,對塵埃影響很大,日常維護頻繁,,時常需要電加熱加以清洗易影響產(chǎn)品質(zhì)量,,易受濕度影響,在低濕高溫環(huán)境下線性度差,,特別是使用壽命短,,長期可靠性差,是此類濕敏傳感器迫切解決的問題,。
當(dāng)前在濕敏元件的開發(fā)和研究中,,電阻式濕度傳感器應(yīng)當(dāng)zui適用于濕度控制領(lǐng)域,其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性,、耐溫性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點,,氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產(chǎn)和研究的歷史,,有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法,,都應(yīng)用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點尤其是。
氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料,,在眾多的感濕材料之中,,首先被人們所注意并應(yīng)用于制造濕敏器件,氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降,。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現(xiàn)感濕,。
氯化鋰濕敏器件的襯底結(jié)構(gòu)分柱狀和梳妝,以氯化鋰聚乙烯醇涂覆為主要成份的感濕液和制作金質(zhì)電極是氯化鋰濕敏器件的三個組成部分,。多年來產(chǎn)品制作不斷改進提高,,產(chǎn)品性能不斷得到改善,,氯化鋰感濕傳感器其*的長期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的,也是濕度傳感器zui重要的性能,。在產(chǎn)品制作過程中,,經(jīng)過感濕混合液的配制和工藝上的嚴(yán)格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關(guān)鍵。
編輯本段傳感器的遲滯特性
遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減?。┬谐涕g輸出-一輸入特性曲線不一致的程度,,通常用這兩條曲線之間的zui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,。
接口傳感器
魏德米勒傳感器/執(zhí)行器接口產(chǎn)品,,可以通過加裝相應(yīng)的總線協(xié)議適配器,SAI產(chǎn)品可以直接連接到現(xiàn)場總線,??梢灾С諴rofibus-DP、CANopen,、DeviceNet,、Interbus和ASi現(xiàn)場總線協(xié)議。
無源傳感器/執(zhí)行器接口產(chǎn)品(SAI)
防護等級達(dá)到IP68,,可直接安裝而無需防護,。
節(jié)約安裝材料、時間,、空間,。
提供4、6,、8路的分配器,,每路有3針、4針和5針的結(jié)構(gòu)(提供一路和兩路信號),。
有帶接線蓋型(標(biāo)準(zhǔn)型)和電纜預(yù)制型,。
可另外提供金屬外殼的產(chǎn)品,適用于食品行業(yè),。
帶有信號和電源的指示,。
有源傳感器/執(zhí)行器接口產(chǎn)品(SAI)
通過加裝相應(yīng)的總線協(xié)議適配器,SAI產(chǎn)品可以直接連接到現(xiàn)場總線,??梢灾С諴rofibus-DP、 CANopen,、DeviceNet,、Interbus和ASi現(xiàn)場總線協(xié)議。
提供兩種防護等級的產(chǎn)品:IP67(總線連接方式為圓形接頭連接), IP68(總線連接方式為自裝配型),。
提供8DI,、8DO、8DI/4DO,、16DI,、8DI/8DO五種輸入輸出的產(chǎn)品。
傳感器的發(fā)展趨勢
采用新原理,、開發(fā)新型傳感器,;
大力開發(fā)物性型傳感器(因為靠結(jié)構(gòu)型有些滿足不了要求);
傳感器的集成化,;
傳感器的多功能化,;
傳感器的智能化(Smart Sensor);
研究生物感官,,開發(fā)仿生傳感器,。
編輯本段傳感器的工作過程舉例
向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,,經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,,通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,,該電源做運算放大器AD822的工作電源,;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,,又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源,。當(dāng)彈性軸受扭時,應(yīng)變橋檢測得到的mV級的應(yīng)變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,,再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號,,通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經(jīng)過外殼上的信號處理電路濾波,、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,,該信號為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理,。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點幾毫米的間隙,,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成有效的屏蔽,,因此具有很強的抗干擾能力,。
編輯本段生物傳感器
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)*的一種先進的檢測方法與監(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)的信號轉(zhuǎn)換為電信號的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在一起,,用現(xiàn)代微電子和自動化儀表技術(shù)進行生物信號的再加工,,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
待測物質(zhì)經(jīng)擴散作用進入生物活性材料,,經(jīng)分子識別,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,,再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測物濃度,。
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、酶傳感器,、DNA傳感器等等
按照傳感器器件檢測的原理分類 ,,可分為:熱敏生物傳感器、場效應(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,。
UVA-1210是一個近紫外波光電傳感器,可見光范圍不響應(yīng),,輸出電流與紫外指數(shù)呈線性關(guān)系,。適用于手機、PDA,、MP4等便攜式移動產(chǎn)品測量紫外指數(shù),,隨時提醒人們(特別是女士)紫外線的強度并注意防曬,也適用于紫外波段的檢測器、紫外線指數(shù)檢測器,。
紫外傳感器
■電氣特性
采用氮化鎵基材料,;
PIN型光電二極管;
光伏工作模式,;
對可見光無響應(yīng),;
暗電流低;
輸出電流與紫外指數(shù)成線性關(guān)系,。
符合歐盟RoHS指令,,無鉛、無鎘
■典型應(yīng)用
測量紫外指數(shù):手機,、數(shù)碼相機,、MP4、PDA,、GPS等攜式移動產(chǎn)品,;
用于紫外檢測器:全部紫外線波段的檢測器、單UV-A波段檢測器,、紫外線指數(shù)檢測器,、紫外線殺菌燈輻照檢測器。
傳感器制造工藝
以下步驟:1)以注塑方法,,成型傳感器本體,;2)將帶有感應(yīng)頭的電路板安裝在傳感器本體上,并通過焊錫進行焊接,;3)蓋上保護罩,,通過卡扣及加密封膠工藝將感應(yīng)頭固定安裝在傳感器本體上。應(yīng)用本制造工藝,,由于注塑過程和電路板安裝過程是分開進行的,,因而避免了現(xiàn)有技術(shù)中,在注塑過程中因溫度高而損壞電路器件的現(xiàn)象,。
由于材料科學(xué)的發(fā)展,,一系列無機非金屬材料被用來制造傳感器,因為它們的一些性質(zhì),,例如耐高溫性,、抗腐蝕能力、耐磨損等,,對傳感器具有實用價值,。
陶瓷傳感器
傳感器選用陶瓷材料是因為陶瓷材料具有下述性質(zhì):
相對而言,通過控制它的成分和燒結(jié)條件等手段,,陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)比較容易調(diào)節(jié),。微觀結(jié)構(gòu)對陶瓷的所有特性都有重大影響,,包括它們的電學(xué)、磁性,、光學(xué),、熱學(xué)和機械性能,。
由于陶瓷材料的耐高溫和抗惡劣環(huán)境影響能力很強,,所以常常將它們用于高溫環(huán)境下的處理過程。
陶瓷主要是由價格便宜的材料制備而成的,,這就是說用它生產(chǎn)的傳感器價格也將比較低廉,。
陶瓷的結(jié)構(gòu)特性是和下列因素密切相關(guān)的:晶粒(塊體),分隔相鄰晶粒的表面(晶粒間界),,分隔晶粒表面和空間的界面,,以及結(jié)構(gòu)中的孔隙。由于這些各不相同的特性,,既可利用陶瓷塊體,,也可利用陶瓷表面的性質(zhì)來制造傳感器。
目前已用于傳感器制備的陶瓷材料有以下幾類:
1)基于利用其晶粒物理特性的材料
2)基于利用其晶粒間界性質(zhì)的材料
3)基于利用其表面特性的陶瓷材料
有時,,無法嚴(yán)格地將某些陶瓷材料歸入任何上述類型,,因為傳感器的工作是基于不止一種的、而是多種特性的綜合效應(yīng),。表1.4示出了按照所利用的材料屬性進行的陶瓷傳感器分類,。一類是在其工作過程中利用陶瓷塊體性質(zhì)的陶瓷傳感器,這類傳感器具有材料物理性質(zhì)的特征——介質(zhì),,壓電體,,磁性或半導(dǎo)體。在這些傳感器中已經(jīng)達(dá)到的材料特性水準(zhǔn)已接近單晶材料所具有的特性水準(zhǔn),。
編輯本段傳感器市場預(yù)測
2008年傳感器市場容量為506億美元,,預(yù)計2010年傳感器市場可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示,,東歐,、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長zui快的地區(qū),而美國,、德國,、日本依舊是傳感器市場分布zui大的地區(qū)。就世界范圍而言,,傳感器市場上增長zui快的依舊是汽車市場,,占第二位的是過程控制市場,看好通訊市場前景,。
一些傳感器市場比如壓力傳感器,、溫度傳感器,、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征,。流量傳感器,、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模zui大,,分別占到整個傳感器市場的21%,、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器,、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,,微機電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器,。其中,,無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計會超過25%。
目前,,的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢,。有關(guān)專家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,,各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,,競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場,,比如無線傳感器,、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴大,。
編輯本段傳感器常用術(shù)語
1.傳感器
能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
?、?敏感元件是指傳感器中能直接(或響應(yīng))被測量的部分,。
② 轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能較敏感元件感受(或響應(yīng))的被測量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和(或)測量的電信號部分,。
?、?當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時,則稱為變送器,。
2.測量范圍
在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍,。
3. 量程
測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。
4. 度
被測量的測量結(jié)果與真值間的一致程度,。
5.重復(fù)性
在所有下述條件下,,對同一被測的量進行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的符合程度:
相同測量方法:
相同觀測者:
相同測量儀器:
相同地點:
相同使用條件:
在短時期內(nèi)的重復(fù)。
6. 分辨力
傳感器在規(guī)定測量范圍內(nèi)可能檢測出的被測量的zui小變化量,。
7. 閾值
能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的被測量的zui小變化量,。
8. 零位
使輸出的值為zui小的狀態(tài),,例如平衡狀態(tài)。
9. 激勵
為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流),。
10. zui大激勵
在市內(nèi)條件下,,能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的zui大值。
11. 輸入阻抗
在輸出端短路時,,傳感器輸入端測得的阻抗,。
12. 輸出
有傳感器產(chǎn)生的與外加被測量成函數(shù)關(guān)系的電量。
13. 輸出阻抗
在輸入端短路時,,傳感器輸出端測得的阻抗,。
14. 零點輸出
在室內(nèi)條件下,,所加被測量為零時傳感器的輸出,。
15. 滯后
在規(guī)定的范圍內(nèi),當(dāng)被測量值增加和減少時,,輸出中出現(xiàn)的zui大差值,。
16. 遲后
輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。
17. 漂移
在一定的時間間隔內(nèi),,傳感器輸出中有與被測量無關(guān)的不需要的變化量,。
18. 零點漂移
在規(guī)定的時間間隔及室內(nèi)條件下零點輸出時的變化。
19. 靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比,。
20. 靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化,。
21.熱靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點漂移
由于周圍溫度變化而引起的零點漂移,。
23. 線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度,。
24. 非線性度
校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。
25.長期穩(wěn)定性
傳感器在規(guī)定的時間內(nèi)仍能保持不超過允許誤差的能力,。
26. 固有頻率
在無阻力時,,傳感器的自由(不加外力)振蕩憑率。
27. 響應(yīng)
輸出時被測量變化的特性,。
28.補償溫度范圍
使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補償?shù)臏囟确秶?
29. 蠕變
當(dāng)被測量機器多有環(huán)境條件保持恒定時,,在規(guī)定時間內(nèi)輸出量的變化。
30. 絕緣電阻
如無其他規(guī)定,,指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時,,從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測得的電阻值。
編輯本段位移傳感器
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,。
在這種轉(zhuǎn)換過程中有許多物理量(例如壓力,、流量、加速度等)常常需要先變換為位移,,然后再將位移變換成電量,。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。在生產(chǎn)過程中,,位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種,。機械位移包括線位移和角位移。按被測變量變換的形式不同,,位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種,。模擬式又可分為物性型(如自發(fā)電式)和結(jié)構(gòu)型兩種。常用位移傳感器以模擬式結(jié)構(gòu)型居多,,包括電位器式位移傳感器,、 電感式位移傳感器(見電感式傳感器)、自整角機,、電容式位移傳感器(見電容式傳感器),、電渦流式位移傳感器(見電渦流式傳感器)、霍爾式位移傳感器等,。數(shù)字式位移傳感器的一個重要優(yōu)點是便于將信號直接送入計算機系統(tǒng)(見數(shù)字式傳感器),。這種傳感器發(fā)展迅速,應(yīng)用日益廣泛(見感應(yīng)同步器,、碼盤,、光柵式傳感器、磁柵式傳感器),。
電位器式位移傳感器 它通過電位器元件將機械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出,。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是,,為實現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計的電位器,,要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關(guān)系。某些應(yīng)用中,,電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連,。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值,,阻值的增加還是減小則表明了位移的方向,。通常在電位器上通以電源電壓,以把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出,。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化,,其輸出特性亦呈階梯形,。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件,則過大的階躍電壓會引起系統(tǒng)振蕩,。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值,。電位器式傳感器的另一個主要缺點是易磨損。它的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單,,輸出信號大,,使用方便,價格低廉,。
編輯本段壓力傳感器
壓力傳感器引是工業(yè)實踐中zui為常用的一種傳感器,, 其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電,、鐵路交通,、智能建筑、生產(chǎn)自控,、航空航天,、軍工、石化,、油井、電力,、船舶,、機床、管道等眾多行業(yè),,
編輯本段超聲波測距離傳感器
超聲波測距離傳感器m314076,,采用超聲波回波測距原理,運用的時差測量技術(shù),,檢測傳感器與目標(biāo)物之間的距離,,采用小角度,小盲區(qū)超聲波傳感器,,具有測量準(zhǔn)確,,無接觸,防水,,防腐蝕,,
低成本等優(yōu)點,可應(yīng)于液位,,物位檢測,,*的液位,料位檢測方式,,可保證在液面有泡沫或大的晃動,,不易檢測到回波的情況下有穩(wěn)定的輸出,應(yīng)用行業(yè):液位,,物位,料位檢測,,工業(yè)過程控制等
環(huán)境給傳感器造成的影響主要有以下幾個方面:
?。?)高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化,、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題,。對于高溫環(huán)境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器;另外,,必須加有隔熱,、水冷或氣冷等裝置。
?。?)粉塵,、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環(huán)境條件下應(yīng)選用密閉性很高的傳感器,。不同的傳感器其密封的方式是不同的,,其密閉性存在著很大差異。
常見的密封有密封膠充填或涂覆,;橡膠墊機械緊固密封,;焊接(氬弧焊、等離子束焊)和抽真空充氮密封,。
從密封效果來看,,焊接密封為*,充填涂覆密封膠為zui差,。對于室內(nèi)干凈,、干燥環(huán)境下工作的傳感器,可選擇涂膠密封的傳感器,,而對于一些在潮濕,、粉塵性較高的環(huán)境下工作的傳感器,應(yīng)選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封,、抽真空充氮的傳感器,。
(3)在腐蝕性較高的環(huán)境下,,如潮濕,、酸性對傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響,應(yīng)選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩,,抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器,。
(4)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下,,應(yīng)對傳感器的屏蔽性進行嚴(yán)格檢查,,看其是否具有良好的抗電磁能力。
?。?)易燃,、易爆不僅對傳感器造成*性的損害,而且還給其它設(shè)備和人身安全造成很大的威脅,。因此,,在易燃、易爆環(huán)境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求:在易燃,、易爆環(huán)境下必須選用防爆傳感器,,這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性,還要考慮到防爆強度,,以及電纜線引出頭的防水,、防潮、防爆性等,。
對傳感器數(shù)量和量程的選擇:
傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途,、秤體需要支撐的點數(shù)(支撐點數(shù)應(yīng)根據(jù)使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定)而定。一般來說,,秤體有幾個支撐點就選用幾只傳感器,,但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個傳感器,一些機電結(jié)合秤就應(yīng)根據(jù)實際情況來確定選用傳感器的個數(shù),。
傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的zui大稱量值,、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重,、可能產(chǎn)生的zui大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說,,傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷,,其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但在實際使用時,,由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外,,還存在秤體自重、皮重,、偏載及振動沖擊等載荷,,因此選用傳感器量程時,要考慮諸多方面的因素,,保證傳感器的安全和壽命,。
傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后,經(jīng)過大量的實驗而確定的。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感器的額定量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈重的zui大值
N—秤體所采用支撐點的數(shù)量
K-0—保險系數(shù),,一般取值在1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數(shù)
K-2—秤體的重心偏移系數(shù)
K-3—風(fēng)壓系數(shù)
例如:一臺30t電子汽車衡,,zui大稱量是30t,秤體自重為1.9t,,采用四只傳感器,,根據(jù)當(dāng)時的實際情況,選取保險系數(shù)K-0=1.25,,沖擊系數(shù)K-1=1.18,,重心偏移系數(shù)K-2—=1.03,風(fēng)壓系數(shù)K-3=1.02,,試確定傳感器的噸位,。
解:根據(jù)傳感器量程計算公式:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
可知:
C=1.25?.18?.03?.02?(30+1.9)/4
=12.36t
因此,,可選用量程為15t的傳感器(傳感器的噸位一般只有10T,、15T、20t,、25t,、30t、40t,、50t等,,除非特殊訂做)。
根據(jù)經(jīng)驗,,一般應(yīng)使傳感器工作在其30%~70%量程內(nèi),,但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,如動態(tài)軌道衡,、動態(tài)汽車衡,、鋼材秤等,在選用傳感器時,,一般要擴大其量程,,使傳感器工作在其量程的20%~30%之內(nèi),使傳感器的稱量儲備量增大,,以保證傳感器的使用安全和壽命,。
要考慮各種類型傳感器的適用范圍:
傳感器的準(zhǔn)確度等級包括傳感器的非線形、蠕變,、蠕變恢復(fù),、滯后、重復(fù)性,、靈敏度等技術(shù)指標(biāo),。在選用傳感器的時候,不要單純追求高等級的傳感器,而既要考慮滿足電子秤的準(zhǔn)確度要求,,又要考慮其成本,。
對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件:
1. 滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經(jīng)過放大,、A/D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的,。因此,傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號大小,,即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式,,計算結(jié)果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
傳感器和儀表的匹配公式:
傳感器輸出靈敏度*激勵電源電壓*秤的zui大稱量
秤的分度數(shù)*傳感器的個數(shù)*傳感器量程
例如:一稱量為25kg的定量包裝秤,,zui大分度數(shù)為1000個分度,;秤體采用3只L—BE—25型傳感器,量程為25kg,,靈敏度為2.0?.008mV/V,,拱橋電壓力12V;秤采用AD4325儀表,。問采用的傳感器能否與儀表匹配,。
解:經(jīng)查閱,AD4325儀表的輸入靈敏度為0.6μV/d,,因此根據(jù)傳感器和儀表的匹配公式可得儀表的實際輸入信號為:2?2?5/1000??5=8μV/d>0.6μv/d,,所以,采用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求,,能夠與所選儀表匹配,。
2. 滿足整臺電子秤準(zhǔn)確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體,、傳感器,、儀表三部分組成,在對傳感器準(zhǔn)確度選擇的時候,,應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計算值,,因為理論往往受到客觀條件的限制,如秤體的強度差一點,,儀表的性能不是很好、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準(zhǔn)確度要求,,因此要從各方面提高要求,,又要考慮經(jīng)濟效益,確保達(dá)到目的,。
編輯本段應(yīng)用
一,、煙塵濁度監(jiān)測儀
防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務(wù)之一。為了消除工業(yè)煙塵污染,首先要知道煙塵排放量,,因此必須對煙塵源進行監(jiān)測,、自動顯示和超標(biāo)報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的,。如果煙道濁度增加,,光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加,到達(dá)光檢測器的光減少,,因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化,。
二、光電池在光電檢測和自動控制方面的應(yīng)用
光電池作為光電探測使用時,,其基本原理與光敏二極管相同,,但它們的基本結(jié)構(gòu)和制造工藝不*相同。由于光電池工作時不需要外加電壓,;光電轉(zhuǎn)換效率高,,光譜范圍寬,頻率特性好,,噪聲低等,,它已廣泛地用于光電讀出、光電耦合,、光柵測距,、激光準(zhǔn)直、電影還音,、紫外光監(jiān)視器和燃?xì)廨啓C的熄火保護裝置等,。
編輯本段光電傳感器特長
①檢測距離長
如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等,,便能實現(xiàn)其他檢測手段(磁性,、超聲波等) 無法離檢測。
?、趯z測物體的限制少
由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理,,所以不象接近傳感器等將檢測物體限定 在金屬,它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進行檢測,。
?、垌憫?yīng)時間短
光本身為高速,并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成,,所以不包含機械性工作時間,,響應(yīng)時間非常短。
?、芊直媛矢?
能通過設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點,,或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng),,來實現(xiàn)高分辨率。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測,。
?、菘蓪崿F(xiàn)非接觸的檢測
可以無須機械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測,因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷,。因此,,傳感器能長期使用。
?、蘅蓪崿F(xiàn)顏色判別
通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異,。利用這種性質(zhì),可對檢測物體的顏色進行檢測,。
?、弑阌谡{(diào)整
在投射可視光的類型中,投光光束是眼睛可見的,,便于對檢測物體的位置進行調(diào)整,。
編輯本段傳感器市場前景預(yù)測
咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報告顯示,2008年傳感器市場容量為506億美元,,預(yù)計2010年傳感器市場可達(dá)600億美元以上,。調(diào)查顯示,東歐,、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長zui快的地區(qū),,而美國、德國,、日本依舊是傳感器市場分布zui大的地區(qū),。就世界范圍而言,傳感器市場上增長zui快的依舊是汽車市場,,占第二位的是過程控制市場,,看好通訊市場前景。
一些傳感器市場比如壓力傳感器,、溫度傳感器,、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征,。流量傳感器,、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模zui大,,分別占到整個傳感器市場的21%,、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器,、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,,微機電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器,。其中,,無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計會超過25%。
目前,,的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢,。有關(guān)專家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,,各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,,競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場,,比如無線傳感器,、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴大,。
編輯本段傳感器的作用
人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,,必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了,。為適應(yīng)這種情況,就需要傳感器,。因此可以說,,傳感器是人類五官的延長,又稱之為電五官,。
新技術(shù)革命的到來,,世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中,,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,,而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),,使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或*狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到的質(zhì)量,。因此可以說,,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ),。
在基礎(chǔ)學(xué)科研究中,,傳感器更具有突出的地位。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,進入了許多新領(lǐng)域:例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,,微觀上要觀察小到 cm的粒子世界,,縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應(yīng),。此外,,還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識、開拓新能源,、新材料等具有重要作用的各種技術(shù)研究,,如超高溫、超低溫,、超高壓,、超高真空、*磁場,、超弱磁碭等等,。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息,,沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的,。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙,首先就在于對象信息的獲取存在困難,,而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn),,往往會導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展,,往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的,。
傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā),、海洋探測,、環(huán)境保護、資源調(diào)查,、醫(yī)學(xué)診斷,、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域,??梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,,到浩瀚的海洋,,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,,都離不開各種各樣的傳感器,。
由此可見,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟,、推動社會進步方面的重要作用,,是十分明顯的,。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來,,傳感器技術(shù)將會出現(xiàn)一個飛躍,,達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。
編輯本段傳感器的原理
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,?;瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)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,。向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,,經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,,通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,,該電源做運算放大器AD822的工作電源,;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,,又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源,。當(dāng)彈性軸受扭時,應(yīng)變橋檢測得到的mV級的應(yīng)變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,,再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號,,通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經(jīng)過外殼上的信號處理電路濾波,、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,,該信號為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點幾毫米的間隙,,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),,形成有效的屏蔽,因此具有很強的抗干擾能力,。有些傳感器既不能劃分到物理類,,也不能劃分為化學(xué)類,。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運作的?;瘜W(xué)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(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長,。
編輯本段傳感器的應(yīng)用
常見的:
1.自動門,,利用人體的紅外微波來開關(guān)門
2.煙霧報警器,利用煙敏電阻來測量煙霧濃度,,從而達(dá)到報警目的
3.手機,,數(shù)碼相機的照相機,利用光學(xué)傳感器來捕獲圖象
4.電子稱,,利用力學(xué)傳感器(導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù))來測量物體對應(yīng)變片的壓力,,從而達(dá)到測量重量目的
5.水位報警,溫度報警,,濕度報警,,光學(xué)報警等都是……
智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空,、國防,、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中。例如,它在機器人領(lǐng)域中有著廣闊應(yīng)用前景,智能傳感器使機器人具有類人的五官和大腦功能,可感知各種現(xiàn)象,完成各種動作,。在工業(yè)生產(chǎn)中,利用傳統(tǒng)的傳感器無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(例如,黏度,、硬度、表面光潔度,、成分,、顏色及味道等)進行快速直接測量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量(如溫度,、壓力,、流量等)。Cygnus公司生產(chǎn)了一種"葡萄糖手表",其外觀像普通手表一樣,戴上它就能實現(xiàn)無疼,、無血,、連續(xù)的血糖測試。"葡萄糖手表"上有一塊涂著試劑的墊子,當(dāng)墊子與皮膚接觸時,葡萄糖分子就被吸附到墊子上,并與試劑發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電流,。傳感器測量該電流,經(jīng)處理器計算出與該電流對應(yīng)的血糖濃度,并以數(shù)字量顯示,。
編輯本段傳感器的功能
常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬:
光敏傳感器——視覺? 聲敏傳感器——聽覺
氣敏傳感器——嗅覺 ?化學(xué)傳感器——味覺
壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺
敏感元件的分類:
?、傥锢眍?,基于力、熱,、光,、電、磁和聲等物理效應(yīng),。
?、诨瘜W(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理,。
?、凵镱悾诿?、抗體、和激素等分子識別功能,。
通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件,、光敏元件、氣敏元件,、力敏元件,、磁敏元件、濕敏元件,、聲敏元件,、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等類(還有人曾將敏感元件分46類),。
編輯本段傳感器的分類
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(xué)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(xué)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(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)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(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運作的,?;瘜W(xué)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(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長,。
TURCKBI5-M18-AD4X 7M,圖爾克傳感器技術(shù)參數(shù),,TURCK傳感器型號,,TURCK傳感器使用指南
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