傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)(iec:international electrotechnical committee)的定義為:“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照gopel等的說(shuō)法是:“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”,而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,它是被測(cè)量信號(hào)輸入的道關(guān)口。傳感器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有兩類:有源的和無(wú)源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種,不需要外接的能源或激勵(lì)源。無(wú)源傳感器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式,但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵(lì)能,傳感器承擔(dān)將某個(gè)對(duì)象或過(guò)程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其“對(duì)象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的,也可以是動(dòng)態(tài)(即過(guò)程)的。對(duì)象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過(guò)多種方式檢測(cè)。對(duì)象的特性可以是物理性質(zhì)的,也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理,它將對(duì)象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測(cè)定的電學(xué)量,然后將此電信號(hào)分離出來(lái),送入傳感器系統(tǒng)加以評(píng)測(cè)或標(biāo)示。
傳感器原理結(jié)構(gòu) 在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋,即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著:
(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈
(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈
(3)軸上印刷電路板,電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、v/f變換電路及信號(hào)輸出電路。
在傳感器的外殼上固定著:
(1)激磁電路
(2)能源環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈(輸入)
(3) 信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線圈(輸出)
(4)信號(hào)處理電路
工作過(guò)程 向傳感器提供±15v電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400hz的方波,經(jīng)過(guò)tda2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過(guò)能源環(huán)形變壓器t1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈,得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±5v的直流電源,該電源做運(yùn)算放大器ad822的工作電源;由基準(zhǔn)電源ad589與雙運(yùn)放ad822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5v的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及v/f轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mv級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器ad620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào),再通過(guò)v/f轉(zhuǎn)換器lm131變換成頻率信號(hào),通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器t2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈,再經(jīng)過(guò)外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào),該信號(hào)為ttl電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成有效的屏蔽,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
傳感器分類
傾角傳感器 傾角傳感器在軍事、航天航空、工業(yè)自動(dòng)化、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車、消費(fèi)電子、海洋船舶等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。上海伊里德公司為國(guó)內(nèi)用戶提供全面、專業(yè)的產(chǎn)品方案和服務(wù)。提供超過(guò)500種規(guī)格的伺服型、電解質(zhì)型、電容型、電感型、光纖型等原理的傾角傳感器。
加速度傳感器(線和角加速度) 分低頻高精度力平衡伺服型、低頻低成本熱對(duì)流型和中高頻電容式加速度位移傳感器??傤l響范圍從dc至3000hz。應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車運(yùn)動(dòng)控制、汽車測(cè)試、家電、游戲產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、gps、pda、手機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)、建筑儀器以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。
紅外溫度傳感器 廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、油煙機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、烤面包機(jī)、電磁爐、炒鍋、暖風(fēng)機(jī)等)、醫(yī)用/家用體溫計(jì)、辦公自動(dòng)化、便攜式非接觸紅外溫度傳感器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量?jī)x器以及電力自動(dòng)化等。不僅能提供傳感器、模塊或完整的測(cè)溫儀器,還能根據(jù)用戶需要提供包括光學(xué)透鏡、asic、算法等一攬子解決方案。
傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等。
① 專用設(shè)備 專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷售量巨大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng),該領(lǐng)域要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。
② 工業(yè)自動(dòng)化 工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器,如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)的;各種測(cè)量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的;測(cè)量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運(yùn)動(dòng)、速度、負(fù)載以及強(qiáng)度)的,以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。
③ 通信電子產(chǎn)品 手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能的不斷增加給傳感器市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn),彩屏手機(jī)和攝像手機(jī)市場(chǎng)份額不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。
應(yīng)用于集團(tuán)電話和無(wú)繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)傳感器等都將出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。
⑤ 汽車工業(yè) 現(xiàn)代轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用壓力傳感器的數(shù)量和水平,目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器,而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只,種類通常達(dá)30余種,多則達(dá)百種。
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壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中較為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號(hào),模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)。下面由小編給大家介紹下壓力傳感器的主要的領(lǐng)域有哪些?想要了解的小伙伴不妨隨本小編一起來(lái)看看吧!
1、應(yīng)用于液壓系統(tǒng) 壓力傳感器在液壓系統(tǒng)中主要是來(lái)完成力的閉環(huán)控制。當(dāng)控制閥芯突然移動(dòng)時(shí),在極短的時(shí)間內(nèi)會(huì)形成幾倍于系統(tǒng)工作壓力的尖峰壓力。在典型的行走機(jī)械和工業(yè)液壓中,如果設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到這樣的極端工況,任何壓力傳感器很快就會(huì)被破壞。需要使用抗沖擊的壓力傳感器,壓力傳感器實(shí)現(xiàn)抗沖擊主要有2中方法,一種是換應(yīng)變式芯片,另一種方法是外接盤管,一般在液壓系統(tǒng)中采用第一種方法,主要是因?yàn)榘惭b方便。此外還有一個(gè)原因是壓力傳感器還要承受來(lái)自液壓泵不間斷的壓力脈動(dòng)?! ?.應(yīng)用于安全控制系統(tǒng) 壓力傳感器在安全控制系統(tǒng)中經(jīng)常應(yīng)用,主要針對(duì)的領(lǐng)域是空壓機(jī)自身的安全管理系統(tǒng)。在安全控制領(lǐng)域有很多傳感器應(yīng)用,壓力傳感器作為一種非常常見(jiàn)的傳感器,在安全控制系統(tǒng)中應(yīng)用也不足為奇?! ≡诎踩刂祁I(lǐng)域應(yīng)用一般從性能方面來(lái)考慮,從價(jià)格上的考慮,還有從實(shí)際操作的安全性方便性來(lái)考慮,實(shí)際證明選擇壓力傳感器的效果非常好。壓力傳感器利用機(jī)械設(shè)備的加工技術(shù)將一些元件以及信號(hào)調(diào)節(jié)器等裝置安裝在一塊很小的芯片上面。所以體積小也是它的優(yōu)點(diǎn)之一,除此之外,價(jià)格便宜也是它的另一大優(yōu)點(diǎn)。在一定程度上它能夠提高系統(tǒng)測(cè)試的準(zhǔn)確度。在安全控制系統(tǒng)中,通過(guò)在出氣口的管道設(shè)備中安裝壓力傳感器來(lái)在一定程度上控制壓縮機(jī)帶來(lái)的壓力,這算是一定的保護(hù)措施,也是非常有效的控制系統(tǒng)。當(dāng)壓縮機(jī)正常啟動(dòng)后,如果壓力值未達(dá)到上限,那么控制器就會(huì)打開(kāi)進(jìn)氣口通過(guò)調(diào)整來(lái)使得設(shè)備達(dá)到最大功率?! ?.應(yīng)用于注塑模具 壓力傳感器在注塑模具中有著重要的作用。壓力傳感器可被安裝在注塑機(jī)的噴嘴、熱流道系統(tǒng)、冷流道系統(tǒng)和模具的模腔內(nèi),它能夠測(cè)量出塑料在注模、充模、保壓和冷卻過(guò)程中從注塑機(jī)的噴嘴到模腔之間某處的塑料壓力。 4.應(yīng)用于監(jiān)測(cè)礦山壓力 傳感器技術(shù)作為礦山壓力監(jiān)控的關(guān)鍵性技術(shù)之一。一方面,應(yīng)該正確應(yīng)用已有的各種傳感器來(lái)為采礦行業(yè)服務(wù);另一方面,作為傳感器廠家還要研制和開(kāi)發(fā)新型壓力傳感器來(lái)適應(yīng)更多的采礦行業(yè)應(yīng)用。壓力傳感器有多種,而基于礦山壓力監(jiān)測(cè)的特殊環(huán)境,礦用壓力傳感器主要有:振弦式壓力傳感器、半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器、金屬應(yīng)變片式壓力傳感器、差動(dòng)變壓器式壓力傳感器等。這些傳感器在礦產(chǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,具體使用哪種傳感器還有根據(jù)具體的采礦環(huán)境進(jìn)行選擇。 5.應(yīng)用于促進(jìn)睡眠 壓力傳感器本身無(wú)法促進(jìn)睡眠,只是將壓力傳感器放在床墊地下,由于壓力傳感器具有高靈敏度,當(dāng)人發(fā)生翻身、心跳以及呼吸等有關(guān)的動(dòng)作時(shí),傳感器會(huì)分析這一系列信息,去推斷睡眠人睡覺(jué)處于一個(gè)什么狀態(tài),然后通過(guò)對(duì)傳感器的分析,收集傳感器的信號(hào)得到心跳和呼吸節(jié)奏等睡眠的數(shù)據(jù),最后將所有數(shù)據(jù)處理譜成一首段的曲目,當(dāng)然能將一個(gè)晚上的睡眠壓縮成一首幾分鐘的音樂(lè)。 6.應(yīng)用于壓縮機(jī),空調(diào)冷設(shè)備 壓力傳感器常用于空氣壓力機(jī),以及空調(diào)制冷設(shè)備,這類傳感器產(chǎn)品外形小巧、安裝方便、導(dǎo)壓口一般采用專用閥針式設(shè)計(jì).