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五種常用的傳感器類型

一些常用的傳感器及其原理和應用說明如下

(一)、溫度傳感器

  該設備從源頭收集有關溫度的信息,并轉換成其他設備或人可以理解的形式。溫度傳感器的最佳例證是玻璃水銀溫度計,會隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測量的來源,觀察者觀察汞的位置以測量溫度。溫度傳感器有兩種基本類型:

  ·接觸式傳感器——這種類型的傳感器需要與被感測對象或介質直接物理接觸。它們可以在在很大的溫度范圍內監控固體、液體和氣體的溫度。

  ·非接觸式傳感器——這種類型的傳感器不需要與被檢測的物體或介質發生任何物理接觸。它們監控非反射性固體和液體,但由于天然透明性,因此對氣體無用。這些傳感器使用普朗克定律測量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測量溫度。

  不同類型溫度傳感器的工作原理及實例

  (i)熱電偶——它們由兩根電線(每根均為不同的均勻合金或金屬)組成,通過在一端的連接形成測量接頭,該測量接頭對被測元件開放。電線的另一端端接到測量設備,在此形成參考結。由于兩個結點的溫度不同,電流流過電路,測量得到的毫伏來確定結點的溫度。熱電偶示意圖如下。

  (ii)電阻溫度檢測器(RTD)——這是一種熱電阻,其制造目的是隨著溫度的變化改變電阻,它們比任何其他溫度檢測設備都貴。電阻式溫度探測器示意圖如下。

  (iii)熱敏電阻——它們是另一種電阻,電阻的大變化與溫度的小變化成正比。

(二)、紅外傳感器

  該設備發射或檢測紅外輻射以感知環境中的特定相位。一般來說,熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發出的,紅外傳感器檢測到這種人眼看不見的輻射。

優勢

  ·易于連接

  ·市場上現貨供應

缺點

  ·受到周圍噪音干擾,如輻射、環境光等。

工作原理

  其基本思想是利用紅外發光二極管向物體發射紅外光。同一類型的另一個紅外二極管將用于探測物體反射波。紅外Led傳感器工作原理簡圖如下所示。

  當紅外接收器受到紅外光照射時,導線上會產生電壓差。由于產生的電壓很小,很難被檢測到,因此使用運算放大器(運放)來準確地檢測低電壓。

  測量物體與接收傳感器的距離:紅外傳感器組件的電特性可用于測量物體的距離,當紅外接收器受到光照時,導線上會產生電位差。

應用

  ·熱成像-根據黑體輻射定律,可以使用熱成像來觀察有或沒有可見光的環境。

  ·加熱-紅外線可用于烹飪和加熱食物,它們能把飛機機翼上的冰帶走。它們廣泛應用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工業領域。

  ·光譜學-這項技術通過分析組成鍵來識別分子,這項技術利用光輻射來研究有機化合物。

  ·氣象-當氣象衛星配備有掃描輻射計時,可以計算云層高度、陸地和地表溫度。

  ·光生物調節-用于癌癥患者的化療,這是用來治療抗皰疹病毒。

  ·氣候學-監測大氣和地球之間的能量交換。

  ·通信——紅外線激光為光纖通信提供光。這些輻射也用于手機和計算機外圍設備之間的短程通信。

(三)、紫外線傳感器

  這些傳感器測量入射紫外線的強度或功率。這種電磁輻射的波長比x射線長,但仍比可見光短。一種被稱為聚晶金剛石的活性材料正被用于可靠的紫外傳感,紫外線傳感器可以發現環境暴露在紫外線輻射下的情況。

選擇紫外線傳感器的標準

  ·紫外傳感器可以檢測到的波長范圍(納米)

  ·工作溫度

  ·準確度

  ·重量

  ·功率范圍

工作原理

  紫外線傳感器接收一種類型的能量信號,并傳輸不同類型的能量信號。

  為了觀察和記錄這些輸出信號,它們被導向電表。為了生成圖形和報告,輸出信號被傳輸到模數轉換器(ADC),然后再通過軟件傳輸到計算機。

示例包括:

  ·紫外線光電管是一種輻射敏感的傳感器,用于監測紫外線空氣處理、紫外線水處理和太陽輻射。

  ·光傳感器測量入射光的強度。

  ·紫外光譜傳感器是用于科學攝影的電荷耦合器件(CCD)。

  ·紫外線探測器。

  ·殺菌紫外線探測器。

  ·光穩定性傳感器。

應用

  ·測量紫外線光譜中曬傷皮膚的部分

  ·藥房

  ·汽車

  ·機器人學

  ·溶劑處理和染色工藝的印染工業

  ·化學品生產、儲存和運輸用化學工業

(四)、觸摸傳感器

  觸摸傳感器根據觸摸位置充當可變電阻器。觸摸傳感器作為可變電阻工作的圖。

  觸摸傳感器由以下部件組成:

  ·全導電物質,如銅

  ·絕緣間隔材料,如泡沫或塑料

  ·部分導電材料

原理與工作

  部分導電材料反對電流的流動。線性位置傳感器的主要原理是,當電流必須通過的材料長度越長時,電流流就越相反。因此,材料的電阻通過改變其與完全導電材料接觸的位置而變化。

  通常,軟件與觸摸傳感器相連。在這種情況下,內存是由軟件提供的。當傳感器被關閉時,他們可以記憶“最后一次接觸的位置”。一旦傳感器被激活,他們就能記住“第一次接觸位置”,并理解與之相關的所有值。這個動作類似于移動鼠標并將其定位在鼠標墊的另一端,以便將光標移動到屏幕的遠端。

應用

  觸摸傳感器具有成本效益高、經久耐用的特點,被廣泛應用于

  ·商業——醫療、銷售、健身和游戲

  ·電器-烤箱、洗衣機/烘干機、洗碗機、冰箱

  ·運輸-駕駛艙制造和車輛制造商之間的簡化控制

  ·液位傳感器

  ·工業自動化-位置和液位傳感,自動化應用中的人工觸摸控制

  ·消費電子產品-在各種消費產品中提供新的感覺和控制水平

(五)、接近傳感器

  接近傳感器檢測幾乎沒有任何接觸點的物體的存在。由于傳感器與被測物體之間沒有接觸,且缺少機械零件,因此這些傳感器的使用壽命長,可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應式接近傳感器、電容式接近傳感器超聲波接近傳感器光電傳感器

霍爾效應傳感器等。

工作原理

  接近傳感器發射電磁或靜電場或電磁輻射束(如紅外線),并等待返回信號或場中的變化,被感測的物體稱為接近傳感器的目標。

  感應式接近傳感器-它們有一個振蕩器作為輸入,通過接近導電介質來改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標。

  電容式接近傳感器-它們轉換檢測電極和接地電極兩側的靜電電容變化。這是通過以振蕩頻率的變化接近附近的物體而發生的。為了檢測附近的目標,將振蕩頻率轉換為直流電壓,并與預定閾值進行比較。這些傳感器是塑料目標的首選。

應用

  ·在自動化工程中用于定義過程工程設備、生產系統和自動化設備的運行狀態

  ·在窗口中使用,當窗口打開時會激活警報

  ·用于機械振動監測計算軸與支承軸承的距離差

技術中心
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