傳感器的工作原理,傳感器的工作的原理是什么


1、傳感器的工作的原理是什么
1.傳感器的原理
傳感器是一種裝置,它利用一定的規(guī)律將探測到的量轉(zhuǎn)換成易于處理的其他物理量。例如,尺子是一種非常簡單的傳感器。它以一定的間隔標(biāo)記刻度,刻度是一定的定律,然后根據(jù)這個(gè)定律進(jìn)行測量,物體的長度,以及便于應(yīng)用的數(shù)字距離。
比如光敏電阻器是一種光電轉(zhuǎn)換器,它由特定的材料制成,使其電阻在光的影響下在一定范圍內(nèi)按比例變化。要理解傳感器,您必須首先確定您想要理解的傳感器的應(yīng)用范圍,然后再了解更多。但歸根到底,傳感器的基本原理是利用一定的規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成其他易于處理的物理量,必須有一個(gè)特定的規(guī)律存在于傳感器本身。
2. 傳感器原則特性
靜態(tài)特性——傳感器的靜態(tài)特性是指靜態(tài)輸入信號在傳感器的輸出和輸入之間的相關(guān)性。
動(dòng)態(tài)特性——所謂的動(dòng)態(tài)特性是指當(dāng)輸入發(fā)生變化時(shí)傳感器的輸出特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性通常用其對特定標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。
線性——在正常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是一條曲線,而不是直線。在實(shí)際工作中,為了使儀表具有均勻的標(biāo)度讀數(shù),常采用擬合直線來近似實(shí)際特性曲線,線性度(非線性誤差)是該近似度的性能指標(biāo)。
2、傳感器的工作原理是什么?
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。
1、敏感元件直接感受被測量,并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號;
2、轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號;
3、變換電路負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大調(diào)制;
4、轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。
傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代,而且還建立新型工業(yè),從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)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(gè)參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。
在基礎(chǔ)學(xué)科研究中,傳感器更具有突出的地位?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)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fm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極端技術(shù)研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁場等等。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(jī)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)的先驅(qū)。
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(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。
3、傳感器的原理是什么
一、原理
1、壓電傳感器:基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量,如壓力、加速度等(見壓電式壓力傳感器、加速度計(jì))。
它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應(yīng)差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。配套儀表和低噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現(xiàn),使壓電傳感器的使用更為方便。它廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電聲學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。
2、應(yīng)變傳感器:應(yīng)變傳感器是國內(nèi)外應(yīng)用較廣泛的一種,它是以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件,將非電量如:力、壓力、位移、加速度、扭矩等參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量。
3、光電傳感器:將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器
4、熱電傳感器:將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器
5、電容式壓力傳感器簡介
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展極大地豐富了壓力測量產(chǎn)品的種類,現(xiàn)在,壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器最為多見。
金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器,但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點(diǎn),其應(yīng)用場合受到了很大的限制。
壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器,它具有制造方便,成本低廉等特點(diǎn),但由于半導(dǎo)體材料對溫度極為敏感,所以其性能受溫度影響較大,產(chǎn)品的一致性較差。
二、應(yīng)用
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:
物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。
化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。
生物類,基于酶、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十大類(還有人曾將敏感元件分46類)。
4、傳感器技術(shù)的原理是什么
傳感器是一種能夠測量物理量的設(shè)備,它可以將這些物理量轉(zhuǎn)換為電信號或者其他可以被電路處理的信息。傳感器可以用來測量各種各樣的物理量,包括溫度、光照、濕度、壓力、速度等等。
傳感器通常由兩部分組成:傳感器頭和電路。傳感器頭負(fù)責(zé)測量物理量,并將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)電信號。電路則負(fù)責(zé)接收這個(gè)電信號,并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)可以被人類理解的信息。
傳感器的工作原理因具體類型而異,但是大多數(shù)傳感器都是通過物理原理來工作的,比如電阻傳感器是通過電阻的變化來測量物理量的,光電傳感器則是通過光照強(qiáng)度來測量物理量的。無論是哪種傳感器,它們都會將物理量轉(zhuǎn)換為一個(gè)電信號,并通過電路將這個(gè)電信號轉(zhuǎn)化為人類可以理解的信息。
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