|
|
五种常用的传感器类型2 v& f# e( g; v/ Z
* y6 \! E3 Z$ ?5 O. N
3 R: Q& t {& G. S! e
一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：
6 {7 S) i0 L/ e; G+ j
, v3 p: i- \+ U$ _; X（一）温度传感器( c; Z/ y- W7 e
1 x6 s/ Q6 @: a$ w1 P# C% I 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：
6 ]+ o& Q" v6 b/ X2 O* \% d2 m1 b- m. m; M5 b; t+ k+ I8 f+ G
·接触式传感器' i/ M+ l* |" D1 a9 s
; A8 { \- X; j& G! G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。
5 i- D4 g, ^3 Y, I% k Y7 X7 h1 Q, Y% E+ s, ~; Y% g
·非接触式传感器7 a+ B! H6 d' A( ?; L7 I2 M; v
- [& y2 w# ]* l0 Z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。
8 h @- B9 L4 s2 D$ X3 O* l, f5 r
不同类型温度传感器的工作原理及实例
7 T8 T9 w' b. P# n2 _7 e; P( I; I* g2 }8 f8 C8 h
（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。
, J' a, v' |% G, ^6 H$ T* i' z% @3 G/ O: t
（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。( C8 C2 E4 {" l+ ?5 |7 h
) w. }" m$ K# `% u7 q5 \+ q
（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。; E0 T. ~+ m, @5 p
3 D& d" X# L: b4 q
（二）红外传感器
$ @+ c" M) Y( }) p! J- @/ U1 [9 V# w! h
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。
+ ]: _. N& Q% s1 [4 b! \- D& h6 ?
优势
3 a7 c' N9 j! w) d6 j+ Z: Q" C& P
! T1 f* R$ Z+ H% M7 s$ Z; k. L易于连接，市场上现货供应: Y p# ?# `! z9 E1 v Q. ?
- ]+ H+ i0 n5 z5 M- T; z5 z! J
缺点
0 E! f. c. p& h/ O. J& g8 f0 a8 e; ^4 f8 q( L7 @
受到周围噪音干扰，如辐射、环境光等。
& ?+ ]1 V( ~, ^8 l0 F& L! _" d0 E/ |1 j1 r
工作原理
2 @3 ?+ H+ h3 \; u1 T7 `
4 c; v) g7 T- s 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。
$ E8 [3 c" a9 u3 n- F! O! Z1 C! K( ]4 n
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。
2 q4 L. K4 W% N! F
9 r* V9 _. C+ A( D 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。
3 p; P4 \2 }3 V4 }* C/ M' f8 l5 c$ {( F, W; _* W+ R+ j9 ^
应用, q, U! H' c# G8 \
2 u) Y- S' x( ]3 p) g6 O3 p
6 Q9 V9 U+ E q. w; t: S/ C
热成像. t( B. s7 M! D3 C; r/ Z8 a
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。
+ R0 c0 q8 F# e, Y/ V·加热5 o& E0 E1 T8 o
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。+ K$ R( j5 T/ G( D+ w9 ]* F, ?
·光谱学
- ~2 J6 _* } O( l) v; Z& a" G6 @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。# ]3 D$ x# V W+ e$ J
·气象 ]: R" x% w) Z4 M2 [7 d! W
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。# g( X* }4 O- K6 G
·光生物调节2 b# j* g v2 {9 P6 S9 y5 o; I
用于癌症患者的化疗，这是用来治疗抗疱疹病毒。$ M, J+ C( C, y, B
·气候学! a+ b, f4 U1 y S8 B5 j% N" i
监测大气和地球之间的能量交换。
! o! o7 a5 s4 ?·通信 L1 P8 Q. d o' o
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。
/ ?! k# o! [9 z' C% B6 M% n& y/ B/ D+ t* F t( l* O% w. w
7 f& N5 x |4 b$ n5 i
（三）紫外线传感器1 o, {5 c9 r- ], ?& i* a
% t" E2 ]! ^" t1 P& r0 y, O6 o 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。; W, p( {- ^# M. g o
' u9 a( ], c4 \/ t/ ?0 {/ B选择紫外线传感器的标准# U2 K, c, X+ q2 `3 A
, ] y1 y8 a- t+ S' ?4 D
·紫外传感器可以检测到的波长范围（纳米）, O0 _) B+ j2 d- `# e. F, C
! i" p+ N) h$ ?! X0 {8 X" ~) I _. U·工作温度
3 q5 {+ k" v, R9 X2 q1 c9 P+ v1 u. z) x
·准确度$ n7 a0 ~( n! ~1 e. \; a- [
7 n' f9 V: j& H% h9 e·重量3 n4 Q1 L' B/ Y, Z' K
. i% W2 J( P5 F) K: t5 O# H
·功率范围1 c" N+ R1 M0 ~0 y" @4 v
# N/ h! } l, W- Q1 L9 Z8 O, ~* n
工作原理9 W& i7 Q& |' \2 q4 p
9 Z; ~- L( n: s% g) k i* o 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。+ ]% |; X) i- L$ J: I, L; |+ r
4 y3 L) h+ ]8 s6 `* O' ?6 b" T
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。* m3 C- Z$ v$ y8 }
) p/ r' x' ^. Z: a5 A
示例包括：+ C; f7 N; c( {. \9 w0 q
- D- ?7 H! \2 R+ j* }( L
·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。2 j' {3 v7 p8 C- O; r' Q
- _" C$ ^* L+ u( R3 d3 i. E·光传感器测量入射光的强度。6 A% A0 [( {! Y) ?" X; \* |
! |6 I2 |- T/ H4 E
·紫外光谱传感器是用于科学摄影的电荷耦合器件（CCD）。$ X2 C5 {! ?/ @7 G/ A4 o' E! s8 t
, s, n# b# a' s" a6 j·紫外线探测器。
( w8 }/ R% P* Y* n- S7 p4 b) R6 w/ h; V0 I: \2 o# N
·杀菌紫外线探测器。 H- D: z9 Z- {3 x7 S
* M1 S7 d3 X5 }2 R8 d8 y·光稳定性传感器。% Y9 V6 U! H, }, X2 V
: ?5 x S# [+ O& p) U/ t应用
& q1 [8 N1 q. r, [% p+ S6 O2 w W6 n1 p
·测量紫外线光谱中晒伤皮肤的部分5 o; B6 X2 N$ B: b
3 d6 Z/ k" Y, t; n" v2 I/ M6 d·药房
. D" @6 r" y0 I7 q, s8 z
6 O5 F! K& M/ m+ Y) G( p! R& g·汽车
$ }4 v b3 B& _ p' F( u2 W1 l! ?- m5 k% O0 B X; ^* o
·机器人学# v1 Z0 E; X" a; w
+ Z2 k, e& _. d
·溶剂处理和染色工艺的印染工业7 o$ K& M' g% h: V% K6 y
e/ x3 R" o( ^
·化学品生产、储存和运输用化学工业
2 R% [6 @' p$ a' Y. ]2 G/ \, P' t) l7 I
（四）触摸传感器1 T9 k0 d5 g. ~# O
! Q: k+ l6 {4 e/ X, X) G# P 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。
$ p$ ]( N( ^/ \+ V$ J( [
6 Y' P7 N$ |8 { 触摸传感器由以下部件组成：
$ R6 f* O$ a7 X* b) {1 Y: z
8 D( |$ v2 a' s) b( _·全导电物质，如铜
& D% K. Q/ N5 U5 z6 K; e# x* G2 h, a' \% u H9 d
·绝缘间隔材料，如泡沫或塑料
1 |# R* e" M4 P7 B
: V2 y& D: s# c8 D3 D3 R·部分导电材料
5 R1 ?7 e8 K& y, F0 S, @ H7 W$ \: [+ W7 u& _( ?& o8 \' |
原理与工作* D/ d( _( T3 Y9 m( F. `( J' s! y
& _2 G. }3 z. d: f5 P 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。4 ?; M l. X; k- I8 v" A
4 }1 c9 w$ c5 C- e& |: v# B
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。. r; `2 `; \( C, E) U' A# L
. K3 k! I: S! q T- b应用* l% i8 _0 N& z) J
0 M7 U+ q1 [: k% ~3 j0 ] 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
+ _% Y2 u8 |$ j R% K0 l/ g, ]) ^! }4 N) `6 ]3 ?* V
·商业——医疗、销售、健身和游戏
0 ]* l1 U% N8 p1 c/ @' h( ~( f! e H5 g7 u3 w3 @* r
·电器-烤箱、洗衣机/烘干机、洗碗机、冰箱
1 _2 Y0 I$ {6 ]% r. u) f8 _, {
' z# J- z! ?9 o& t; u* _·运输-驾驶舱制造和车辆制造商之间的简化控制1 N! B* `0 @/ S* `; z, u1 ~/ B
5 ?$ o+ p, Y8 W( t1 \/ a% X·液位传感器
4 O5 v& u, g7 q
2 D+ N, d1 H% o+ D7 F·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% I6 x5 a3 R/ x1 O+ g
0 @: Y: ]- I. D" C4 ?; S! I·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 A/ B# n9 W/ }
3 b V; w* T8 D" a3 U! _% q0 c（五）接近传感器0 q( f) H: g3 g- x: ]
' @1 B. P( x8 Y
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。
+ f6 D, b: p& a% C, |" N; V
, p6 F, \; f. Y$ i l/ x) o7 O$ }工作原理( D Z) `6 e% z% k R4 F0 f
8 t* E% u8 p3 H- q/ m 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。& X" c- n$ i8 o9 M( K
" v! P3 p, j% q& h/ g 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。& x" ~$ _" s7 d! v2 V! `
2 X) o" ~; A# v" g' H, z
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。
! V& Y/ k7 E# j3 e: n9 U6 I% x4 l5 K% K1 Z4 n
应用4 Q* l0 A E& Y% y
3 f/ P9 Q h, W+ X) R c·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, {" C* o4 n, ]5 F5 _
4 U3 } U! E9 r9 v& T( s·在窗口中使用，当窗口打开时会激活警报
! d& J: \& D- E! n& V
! L7 \& [8 Z* t+ N* H* y+ q·用于机械振动监测计算轴与支承轴承的距离差1 m7 S0 b& _3 m) G- j& q6 y# T
|
|
发表于 2023-5-29 11:19:16
QQ好友和群
收藏
淘帖
问题专业，描述清楚
伸手党/灌水/看不懂
