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传感器分类

什么是换能器?

对于大多数仪器系统,输入数量将是非电量。非电量被转换为电形式,以使用电气方法和用于测量,操纵和控制的技术。当启动时的装置,将能量从一种形式转换为另一个形式被称为换能器。

换能器的部分

换能器由两个重要和密切相关的部分组成

  • 感应或检测元件:检测器或传感元件是换能器的一部分,其响应物理现象或物理现象的变化。传感元素的响应必须与物理现象密切相关。
  • 转导元素:转导元件是将传感元件的输出转换为电输出的元件。

换能器如何分类?

传感器分为5,如图5所示

1.基于使用的转导形式

2.作为初级和次级传感器

3.作为被动和有源传感器

4.作为模拟和数字传感器

5.作为传感器和逆换能器

1.根据使用的转导形式的分类:

该分类基于分别转换为电阻,电感或电容的电阻,电感,电容等的转换原理。它们可以被分类为热电,压电,电动,光学和磁能致法性。

2.分类为主要和二级传感器

主要换能器直接感测输入,并直接将物理现象转换为电气形式。在次级换能器中,初始输入是由一些检测器或传感器感测的,然后将其以外的某种形式的输出传递给换能器以转换成电信号。作为主检测器换能器和电气设备的作用作用作为换电器。二次换能器在大多数具有机械位移的测量系统中用作中间信号。

如图所示,波多管,其感测压力并将其转化为自由端的位移,因此作为主要换能器。由于该位移,LVDT(线性可变差动变压器)的核心移动。因此LVDT.产生与Bourdon管的自由端位移成比例的输出电压。Bourdon Tube,它用作初级传感器和LVDT作为二次换能器。

3.分类为主动和被动传感器

有源传感器是其中以电压或电流形式的输出,没有任何辅助源。它们也被称为自发电传感器。主动换能器在测量下从系统中汲取能量,并且这种换能器通常提供非常小的输出。用于测量温度的热电偶,用于测量角速度的Tacho发生器提出了该类别。

在上面所示的示例中,晶体夹在2个金属电极之间,并且整个夹层固定到底座上,底座可以是火箭的地板。在夹层的顶部,放置固定的质量,其由于晶体上的加速而施加一定的力,因为它产生电压。电压输出是比例力,因此与加速度成比例。压电电晶体的性质是,当对它们施加力时,它们产生输出电压。

被动传感器是需要外部电源进行能量转换的。在无源换能器中,电气参数相同电阻,电感,电容导致电压,电流或外部频率的变化。电阻,电感和电容式传感器属于此类别。

这是被动换能器的示例。线性电位器是由源极电压EI供电的电阻换能器,用于测量线性位移Xi。

4.模拟和数字换能器

换能器,基于输出的性质可以被归类为模拟和数字。

  • 模拟传感器:这些类型的换能器将输入信号转换为输出的形式,例如热敏电阻,LVDT,热电偶等。
  • 数字传感器:这些类型的换能器,将输入信号转换为脉冲形式的输出。数字换能器的示例是使用导电和非导电触头,不透明和半透明段和轴编码器的线性位移换能器。它可以很容易地由不透明和透明区域代表玻璃鳞片作为二进制系统的非导通和导电区域仅使用两个符号0和1。

5.换能器和逆传感器

对工业设备中的位置,速度,温度压力和流速进行控制的基本要求是测量这些数量的能力。如果可以测量物理量,则才能进行控制动作。早期提到的换能器将非电量转换成电,而逆换能器将电量转换成其他一些形式。

一个例子是在磁场中移动的电流承载线圈是逆换能器,因为它被其携带的电流转换成导致旋转或的力翻译流离失所。大量数据指示和记录设备是逆传感器。包括PEN记录器等仪器的这种装置,将电气转换成机械运动的示波器放置在输出级,称为输出换能器。下图显示了一个压电电水晶用作逆换能器。当电压施加在其表面上时,导致机械位移,因为它改变其尺寸。

换能器的基本要求是什么?

换能器的适当功能有8个基本要求;

  1. 坚固性:它应该能够承受负载,并应提供一些安全性以进行过载保护。
  2. 线性度:其输入输出特性应为线性,它应该以对称的方式产生这些特征。
  3. 可重复性:当在固定环境条件下应用相同的输入信号时,它应该再现相同的输出信号。例如,压力,温度,湿度等
  4. 残留变形:在长时间后,去除输入信号也不会变形。
  5. 没有滞后:在测量期间不应给出任何滞后,而输入信号从其低值变化为高值,反之亦然。
  6. 高输出信号质量:输出信号的质量应该是好的。即,信号与噪声的比率高,输出信号的幅度应该足够。
  7. 高可靠性和稳定性:它应该为温度变化,振动和周围其他各种变化的测量值提供最小误差。
  8. 良好的动态响应:当作为时间的函数时,它的产出应该忠于输入。分析效果作为频率响应

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