传感器是能够受规则的被丈量并依照必定的规则改换成可用输出信号的器材或设备的总称,一般由灵敏组件和改换组件构成。当传感器的输出为规则的规范信号时,则称为变送器。
变送器的概念是将非规范电信号改换为规范电信号的仪器,传感器则是将物理信号改换为电信号的器材,曩昔常讲物理信号,如今其它信号也有了。一次外表指现场丈量外表或基地操控表,二次外表指运用一次表信号完结其它功用:比如操控,显现等功用的外表。
传感器和变送器本是热工外表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等改换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。
变送器则是把传感器收集到的弱小的电信号扩大以便转送或发动操控组件,或将传感器输入的非电质改换成电信号一起扩大以便供远方丈量和操控的信号源。根据需求还可将模仿质改换为数字量。传感器和变送器一起构成自动操控的监测信号源。不一样的物理量需求不一样的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理质改换成电信号,如一种锅炉水位计的“差压变送器”,他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过外表管送到变送器的波纹管两边,以波纹管两边的差压带动机械扩大设备用指针指示水位的一种远方外表。当然还有把电气模仿质改换成数字量的也能够叫变送器。以上只是从概念上阐明传感器和变送器的差异。
各类传感器的特色
一、传感器的界说
国家规范GB7665-87对传感器下的界说是:“能感触规则的被丈量并依照必定的规则改换成可用信号的器材或设备,一般由灵敏组件和改换组件构成”。传感器是一种检查设备,能感触到被丈量的信息,并能将检查感触到的信息,按必定规则改换变成电信号或其它所需方式的信息输出,以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等请求。它是完成自动检查和自动操控的首要环节。
二、传感器的分类
现在对传感器尚无一个一致的分类办法,但对比常用的有如下三种:
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、按传感器作业原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
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;输出为模仿型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
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联系。由于这时输入量和输出量都和时刻无关,所以它们之间的联系,即传感器的静态特性可用一个不含时刻变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描绘。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辩力和迟滞等。
四、传感器的动态特性
所谓动态特性,是指传感器在输入改变时,它的输出的特性。在实践作业中,传感器的动态特性常用它对某些规范输入信号的呼应来表明。这是由于传感器对规范输入信号的呼应简单用试验办法求得,而且它对规范输入信号的呼应与它对恣意输入信号的呼应之间存在必定的联系,通常知道了前者就能推定后者。最常用的规范输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃呼应和频率呼应来表明。
五、传感器的线性度
一般情况下,传感器的实践静态特性输出是条曲线而非直线。在实践作业中,为使外表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实践的特性曲线、线性度(非线性误差)即是这个近似程度的一个功能指针。
拟合直线的选取有多种办法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点误差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
六、传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态作业情况下输出质改变△y对输入质改变△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。假如传感器的输出和输入之间显线性联系,则灵敏度S是一个常数。不然,它将随输入量的改变而改变。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移改变1mm时,输出电压改变为200mV,则其灵敏度应表明为200mV/mm。
当传感器的输出、输入量的量纲相一起,灵敏度可理解为扩大倍数。
进步灵敏度,可得到较高的丈量精度。但灵敏度愈高,丈量规模愈窄,安稳性也通常愈差。
七、传感器的分辩力
分辩力是指传感器也许感触到的被丈量的最小改变的才能。也即是说,假如输入量从某一非零值缓慢地改变。当输入改变值未超越某一数值时,传感器的输出不会发作改变,即传感器对此输入量的改变是分辩不出来的。只有当输入量的改变超越分辩力时,其输出才会发作改变。
一般传感器在满量程规模内各点的分辩力并不相同,因而常用满量程中能使输出量发作阶跃改变的输入量中的最大改变值作为衡量分辩力的目标。上述目标若用满量程的百分比表明,则称为分辩率。
八、电阻式传感器
电阻式传感器是将被丈量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理质改换式成电阻值这么的一种器材。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器材。
九、电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下发作机械形变,从而使电阻值随之发作相应的改变。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(一般是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等长处。
十、压阻式传感器
压阻式传感器是根据半导体资料的压阻效应在半导体资料的基片上经分散电阻而制成的器材。其基片可直接作为丈量传感组件,分散电阻在基片内接成电桥方式。当基片遭到外力作用而发作形变时,各电阻值将发作改变,电桥就会发作相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片(或称膜片)资料主要为硅片和锗片,硅片为灵敏资料而制成的硅压阻传感器越来越遭到大家的注重,特别是以丈量压力和速度的固态压阻式传感器运用最为遍及。
十一、热电阻传感器
热电阻传感器主要是运用电阻值随温度改变而改变这一特性来丈量温度及与温度有关的参数。在温度检查精度请求对比高的场合,这种传感器对比适用。现在较为广泛的热电阻资料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、功能安稳、运用温度规模宽、加工简单等特色。用于丈量-200℃~+500℃规模内的温度。
十二、传感器的迟滞特性
迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度,一般用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F•S的百分比表明。 迟滞可由传感器内部组件存在能量的吸收形成。
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