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传感器的分类及相关特性

2021-11-22 22:53分类:幼师面试 阅读:

一、传感器的定义

传感器(英文名称:transducer/sensor)是一栽检测装配,能感受到被测量的新闻,并能将感受到的新闻,按必定规律变换成为电信号或其他所需式样的新闻输出,以已足新闻的传输、处理、存储、表现、记录和限制等请求。

二、传感器的分类

现在对传感器尚无一个同一的分类手段,但比较常用的有如下三栽:

1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器

2、按传感器做事原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、炎电偶等传感器。

3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和"0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

关于传感器的分类:

1.按被测物理量分:如:力,压力,位移,温度,角度传感器等;

2.遵命传感器的做事原理分:如:答变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等;

3.遵命传感器转换能量的手段分:

(1)能量转换型:如:压电式、炎电偶、光电式传感器等;

(2)能量限制型:如:电阻式、电感式、霍尔式等传感器以及炎敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等;

4.遵命传感器做事机理分:

(1)组织型:如:电感式、电容式传感器等;

(2)物性型:如:压电式、光电式、各栽半导体式传感器等;

5.遵命传感器输出信号的式样分:

(1)模拟式:传感器输出为模拟电压量;

(2)数字式:传感器输出为数字量,如:编码器式传感器。

三、传感器的静态特性

传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互相关。由于这时输入量和输出量都和时间无关,以是它们之间的相关,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对答的输出量作纵坐标而画出的特性弯线来描述。外征传感器静态特性的主要参数有:线性度、智慧度、分辨力和迟滞等。

四、传感器的动态特性

所谓动态特性,是指传感器在输入转折时,它的输出的特性。在实际做事中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的相答来外示。这是由于传感器对标准输入信号的相答容易用实验手段求得,并且它对标准输入信号的相答与它对肆意输入信号的相答之间存在必定的相关,往往清新了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两栽,以是传感器的动态特性也常用阶跃相答和频率相答来外示。

五、传感器的线性度

清淡情况下,传感器的实际静态特性输出是条弯线而非直线。在实际做事中,为使仪外具有均匀刻度的读数,常用一条拟相符直线近似地代外实际的特性弯线、线性度(非线性误差)就是这个近似水平的一个性能指标。

拟相符直线的选取有众栽手段。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线行为拟相符直线;或将与特性弯线上各点谬误的平方和为最小的理论直线行为拟相符直线,此拟相符直线称为最小二乘法拟相符直线。

六、传感器的智慧度

智慧度是指传感器在稳态做事情况下输出量转折△y对输入量转折△x的比值。

它是输出一输入特性弯线的斜率。倘若传感器的输出和输入之间显线性相关,则智慧度S是一个常数。否则,它将随输入量的转折而转折。

智慧度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移转折1mm时,输出电压转折为200mV,则其智慧度答外示为200mV/mm。

当传感器的输出、输入量的量纲相通时,智慧度可理解为放大倍数。

挑高智慧度,可得到较高的测量精度。但智慧度愈高,测量周围愈窄,安详性也往往愈差。

七、传感器的分辨力

分辨力是指传感器能够感受到的被测量的最小转折的能力。也就是说,倘若输入量从某一非零值缓慢地转折。当输入转折值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生转折,即传感器对此输入量的转折是分辨不出来的。只有当输入量的转折超太甚辨力时,其输出才会发生转折。

清淡传感器在满量程周围内各点的分辨力并不相通,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃转折的输入量中的最大转折值行为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比外示,则称为分辨率。

八、电阻式传感器

电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值云云的一栽器件。主要有电阻答变式、压阻式、炎电阻、炎敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

九、电阻答变式传感器

传感器中的电阻答变片具有金属的答变效答,即在外力作用下产生死板形变,从而使电阻值随之发生相答的转折。电阻答变片主要有金属和半导体两类,金属答变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体答变片具有智慧度高(清淡是丝式、箔式的几十倍)、横向效答小等益处。

十、压阻式传感器

压阻式传感器是根据半导体原料的压阻效答在半导体原料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接行为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥式样。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生转折,电桥就会产生相答的不屈衡输出。

用作压阻式传感器的基片(或称膜片)原料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 原料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的偏重,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器行使最为远大。

十一、炎电阻传感器

炎电阻传感器主要是行使电阻值随温度转折而转折这一特性来测量温度及与温度相关的参数。在温度检测精度请求比较高的场相符,这栽传感器比较适用。现在较为普及的炎电阻原料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性益、性能安详、行使温度周围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃周围内的温度。

十二、传感器的迟滞特性

迟滞特性外征传感器在正向(输入量增大)和逆向(输入量减小)走程间输出-一输入特性弯线纷歧致的水平,清淡用这两条弯线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比外示。

迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸取造成。

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