五种常用的传感器原理和应用

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五种常用的传感器类型
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9 i8 Q' i$ e) z一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：
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. _: [" k% ^+ m（一）温度传感器
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　　该设备从源头收集有关温度的信息，并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计，会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源，观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型：

7 K' t; }0 J, J4 L, h+ V·接触式传感器

& ~% k, U* y2 \& _. G# u: \: m这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。它们可以在在很大的温度范围内监控固体、液体和气体的温度。

·非接触式传感器

这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体，但由于天然透明性，因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。

! C, R8 B0 f- R& U　　不同类型温度传感器的工作原理及实例
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　　（i）热电偶——它们由两根电线（每根均为不同的均匀合金或金属）组成，通过在一端的连接形成测量接头，该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备，在此形成参考结。由于两个结点的温度不同，电流流过电路，测量得到的毫伏来确定结点的温度。热电偶示意图如下。

　　（ii）电阻温度检测器（RTD）——这是一种热电阻，其制造目的是随着温度的变化改变电阻，它们比任何其他温度检测设备都贵。电阻式温度探测器示意图如下。

　　（iii）热敏电阻——它们是另一种电阻，电阻的大变化与温度的小变化成正比。
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- U" E" [) {9 ^. Y0 y0 p- H; K（二）红外传感器

　　该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说，热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的，红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。
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优势
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/ F& c3 S* C. S  p) W; F* R  W易于连接，市场上现货供应
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缺点

3 Q5 ^+ s+ {# G2 o6 i受到周围噪音干扰，如辐射、环境光等。

0 @# N/ E) k# y7 {' n$ q7 C4 z工作原理
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　　其基本思想是利用红外发光二极管向物体发射红外光。同一类型的另一个红外二极管将用于探测物体反射波。红外Led传感器工作原理简图如下所示。

　　当红外接收器受到红外光照射时，导线上会产生电压差。由于产生的电压很小，很难被检测到，因此使用运算放大器（运放）来准确地检测低电压。
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# d4 |# V3 S- f* Q+ V　　测量物体与接收传感器的距离：红外传感器组件的电特性可用于测量物体的距离，当红外接收器受到光照时，导线上会产生电位差。
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应用


9 X, R% c- l+ j/ x% |% K1 I. w8 E2 ^热成像
根据黑体辐射定律，可以使用热成像来观察有或没有可见光的环境。
1 T/ V% F3 s6 E  B. E·加热
- U" M& `* B( D/ r红外线可用于烹饪和加热食物，它们能把飞机机翼上的冰带走。它们广泛应用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工业领域。
% C$ R( {4 }$ T1 o·光谱学
# n( X( ]  F6 y) N; T这项技术通过分析组成键来识别分子，这项技术利用光辐射来研究有机化合物。
8 R' g+ u: J* m( Q·气象
当气象卫星配备有扫描辐射计时，可以计算云层高度、陆地和地表温度。
·光生物调节
8 r' ^1 q( O  e6 w) {/ H, m用于癌症患者的化疗，这是用来治疗抗疱疹病毒。
·气候学
/ s3 ?1 e1 ?( e* R- S监测大气和地球之间的能量交换。
·通信
8 Y! V; Z5 S$ J  |红外线激光为光纤通信提供光。这些辐射也用于手机和计算机外围设备之间的短程通信。

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（三）紫外线传感器
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　　这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长，但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感，紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。
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选择紫外线传感器的标准
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; g/ w6 v1 ]  t7 q+ H·紫外传感器可以检测到的波长范围（纳米）
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·工作温度
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·准确度

·重量
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·功率范围
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" e9 h9 L2 }8 @% y工作原理

　　紫外线传感器接收一种类型的能量信号，并传输不同类型的能量信号。
; Z) ]. D) P% ^3 E9 B1 u$ L9 |
　　为了观察和记录这些输出信号，它们被导向电表。为了生成图形和报告，输出信号被传输到模数转换器（ADC），然后再通过软件传输到计算机。

7 }  x3 z+ G) E! i0 S8 [示例包括：
2 P" N  p% m) \' G( i+ ^
' O. g" M' ?' }/ z1 \·紫外线光电管是一种辐射敏感的传感器，用于监测紫外线空气处理、紫外线水处理和太阳辐射。

7 ?$ E+ {3 R  [·光传感器测量入射光的强度。

·紫外光谱传感器是用于科学摄影的电荷耦合器件（CCD）。

* i0 n( ^& T+ _/ s·紫外线探测器。

·杀菌紫外线探测器。
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# v  ~' ?% |- R  W0 h# o·光稳定性传感器。

( `% q, v( ]7 j7 \0 h应用
. Z. O# b! _' I, l9 P
·测量紫外线光谱中晒伤皮肤的部分

; t& O& }- N/ w0 y·药房

5 r/ s: t+ Z/ d8 `$ x+ \9 M·汽车
5 F' W. M6 i4 V% z2 f) K
! }& D  w1 Y2 _+ Z- t, u3 p1 }. u·机器人学
1 y2 ^5 j% X# V2 J
4 k3 w/ }9 Z& P  Q# g·溶剂处理和染色工艺的印染工业

·化学品生产、储存和运输用化学工业
' m! D( s, J( z
' G9 `/ n# u7 q" l- B! ~（四）触摸传感器
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　　触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器作为可变电阻工作的图。
: B9 P9 @/ ^1 M) y& H
' @. g. B+ x+ N" s$ u  e　　触摸传感器由以下部件组成：

·全导电物质，如铜
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  W! f* C$ _; A6 G·绝缘间隔材料，如泡沫或塑料

·部分导电材料
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原理与工作

　　部分导电材料反对电流的流动。线性位置传感器的主要原理是，当电流必须通过的材料长度越长时，电流流就越相反。因此，材料的电阻通过改变其与完全导电材料接触的位置而变化。

　　通常，软件与触摸传感器相连。在这种情况下，内存是由软件提供的。当传感器被关闭时，他们可以记忆“最后一次接触的位置”。一旦传感器被激活，他们就能记住“第一次接触位置”，并理解与之相关的所有值。这个动作类似于移动鼠标并将其定位在鼠标垫的另一端，以便将光标移动到屏幕的远端。

# b+ T0 Q  q3 ^3 D应用
0 Z; u$ x5 u. K' q2 t; P) k" }
　　触摸传感器具有成本效益高、经久耐用的特点，被广泛应用于
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·商业——医疗、销售、健身和游戏
" y# s2 d  l& O9 s: f' q! l
" F0 |9 S$ Z! ]4 ^·电器-烤箱、洗衣机/烘干机、洗碗机、冰箱
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. z' e1 l, U- A! Z+ [4 Z: e0 U·运输-驾驶舱制造和车辆制造商之间的简化控制
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·液位传感器

·工业自动化-位置和液位传感，自动化应用中的人工触摸控制

·消费电子产品-在各种消费产品中提供新的感觉和控制水平

（五）接近传感器
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, m0 w5 G8 l7 @+ v( \) m5 X　　接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触，且缺少机械零件，因此这些传感器的使用寿命长，可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。

工作原理
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　　接近传感器发射电磁或静电场或电磁辐射束（如红外线），并等待返回信号或场中的变化，被感测的物体称为接近传感器的目标。
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　　感应式接近传感器-它们有一个振荡器作为输入，通过接近导电介质来改变损耗电阻。这些传感器是首选的金属目标。

　　电容式接近传感器-它们转换检测电极和接地电极两侧的静电电容变化。这是通过以振荡频率的变化接近附近的物体而发生的。为了检测附近的目标，将振荡频率转换为直流电压，并与预定阈值进行比较。这些传感器是塑料目标的首选。

应用
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- p6 ]/ n" X- r8 t7 s) ^·在自动化工程中用于定义过程工程设备、生产系统和自动化设备的运行状态
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·在窗口中使用，当窗口打开时会激活警报

·用于机械振动监测计算轴与支承轴承的距离差

一帘幽梦kim

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鱼不在水里

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春晓19901009

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