测量装置

传感器的相关知识讲解说明光电传感器测量

发布时间:2023/7/11 10:52:55   

传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。在机器系统中,传感器是各种机械和电子设备的感觉器官,能够感知光、色、温度、压力、声音、湿度、气味及辐射等。传感器能在较为恶劣的环境下工作,测量范围宽、精确高、可靠性好,例如,温度传感器能够测量范围为一~℃,压力传感器的测量范围为0.01~kPa,精度为0.1%~0.01%,可靠度为8~9级。1.传感器的组成传感器由敏感元件、转换元件、基本转换电路组成。

(1)敏感元件。敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。(2)转换元件。敏感元件的输出就是它的输入,把输入转换成电路参量。有些传感器由敏感元件和转换元件组成,没有转换电路。例如压电式加速度传感器,质量块是敏感元件,压电片(块)是转换元件。有些传感器转换元件不只一个,要经过若干次转换。最简单的传感器(如热电偶)由一个敏感元件(兼转换元件)组成,感受被测量时直接输出电量。(3)基本转换电路。转换电路是传感器的主要组成环节,因为不少传感器要在通过转换电路后才能输出电信号从而决定了转换电路是传感器的组成环节之一。

2.传感器的分类传感器按照工作机理可以分成物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器等,根据转换过程可逆与否可以分成单向传感器和双向传感器,根据输出信号可以分成模拟信号传感器和数字信号传感器,根据是否使用电源可以分成有源传感器和无源传感器,相据能量转换可以分成能量控制型传感器和能量转换型传感器,按照用途分类可以分成位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等。按照构成原理可以分成结构型感器与物性型传感器两大类。如果按照物理原理对传感器进行分类,可以分成如下几类。(1)电参量式传感器,如电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器等。(2)磁电式传感器,如磁电感应式传感器、霍尔式传感器、磁栅式传感器等。(3)压电式传感器,如声波传感器、超声波传感器。(4)光电式传感器,如一般光电式传感器、光栅式传感器、激光式传感器、光电(5)气电式传感器,如电位器式传感器、应变式传感器。

3.传感器的选用原则1)与测量条件有关的因素主要有测量的目的、被测量的选择、测量范围、输入信号的幅值与频带宽度、精度要求、测量所需要的时间。(2)与传感器有关的技术指标主要有精度、稳定度、响应特性、模拟量与数字量、输出幅值、对被测物体产生的负载效应、校正周期、超标准过大的输入信号保护。(3)与使用环境条件有关的因素主要有安装现场条件及情况、环境条件(如湿温度、振动等)、信号传输距离、所需现场提供的功率容量。(4)与购买和维修有关的因素主要有价格、零配件的储备、服务与维修制度、保修时间、交货日期。

4.常用的测量传感器传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律转换成为电信号或其他形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在工业生产中常用的测量传感器有电流测量传感器、电压测量传感器、热电偶、热电阻、电阻、隔离和非隔离型测量传感器。四线制测量传感器具有一个独立的供电电源和两根分别连接模拟模块的M+端和M一端的测量电缆,也称为有源测量传感器。二线制测量传感器也称为无源测量传感器,因为一般通过模拟量模块对其供电。温度采集和压力、流量等信号一样,是一种工业控制中最普遍的应用,可以直接测量各种生产过程中液体、蒸汽、气体介质和固体表面的温度。常用的温度传感器有热电阻和热电偶两种方式。盘式传感器、光导纤维式传感器、红外式传感器、摄像式传感器等。(5)气电式传感器,如电位器式传感器、应变式传感器。



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