傳感器按工作原理分類(lèi)有哪些,通常傳感器可以分為哪幾類(lèi)?


1、通常傳感器可以分為哪幾類(lèi)?
傳感器可以根據(jù)測(cè)量物理量的類(lèi)型、測(cè)量原理、工作方式、使用范圍等多個(gè)方面進(jìn)行分類(lèi)。以下是常見(jiàn)的幾類(lèi)傳感器分類(lèi):
1.按照測(cè)量物理量的類(lèi)型:壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、加速度傳感器、角度傳感器、光電傳感器、聲音傳感器等。
2.按照測(cè)量原理的分類(lèi):電感式傳感器、電容式傳感器、磁敏傳感器、電阻式傳感器、光電傳感器等。
按照工作方式的分類(lèi):主動(dòng)式傳感器、被動(dòng)式傳感器、檢測(cè)式傳感器、控制式傳感器等。
4.按照使用范圍的分類(lèi):一般工業(yè)傳感器、特種傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、安全防范傳感器等。
此外,還有一些特殊的傳感器,如微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器、壓電傳感器、振動(dòng)傳感器等。傳感器的分類(lèi)可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行選擇。
2、傳感器的定義是什么 它們是如何分類(lèi)的
一、傳感器的定義
國(guó)標(biāo)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。
傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
二、傳感器的分類(lèi)
1、按傳感器的物理量分類(lèi),可分為位移、力、速度、溫度、流量等傳感器。
2、按傳感器工作原理分類(lèi),可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
3、按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi),可分為:開(kāi)關(guān)型傳感器;模擬型傳感器;脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
一、傳感器的分辨力
分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿(mǎn)量程的百分比表示,則稱(chēng)為分辨率。
二、傳感器的穩(wěn)定性
傳感器的穩(wěn)定性指在一定的工作條件下,傳感器能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持不變的能力。通常包括短期漂移如點(diǎn)漂、零飄、量程飄移以及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。零飄指率定零點(diǎn)隨時(shí)間的偏移,點(diǎn)漂、量程飄移含義類(lèi)似。
漂移多由于元器件的老化、徐變等引起。長(zhǎng)期穩(wěn)定性,對(duì)于埋在水工建筑物內(nèi)部供長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)的傳感器來(lái)說(shuō),是一個(gè)需要特別重視的事情。
3、壓力溫度傳感器 根據(jù)其工作原理的不同可分為哪些形式?
你好一、按用途
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、溫濕度傳感器、氣體傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線(xiàn)輻射傳感器、熱敏傳感器。
二、按原理
振動(dòng)傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
三、按輸出信號(hào)
模擬傳感器:將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。
數(shù)字傳感器:將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。
膺數(shù)字傳感器:將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。
開(kāi)關(guān)傳感器:當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí),傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。
四、按其制造工藝
集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。
通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同一芯片上。
薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的,相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí),同樣可將部分電路制造在此基板上。
厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進(jìn)行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產(chǎn)。
完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后,已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
五、按測(cè)量目
物理型傳感器是利用被測(cè)量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。
化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的敏感元件制成的。
生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的,用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。
六、按其構(gòu)成
基本型傳感器:是一種最基本的單個(gè)變換裝置。
組合型傳感器:是由不同單個(gè)變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。
應(yīng)用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機(jī)構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。
七、按作用形式
按作用形式可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型傳感器。
主動(dòng)型傳感器又有作用型和反作用型,此種傳感器對(duì)被測(cè)對(duì)象能發(fā)出一定探測(cè)信號(hào),能檢測(cè)探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中所產(chǎn)生的變化,或者由探測(cè)信號(hào)在被測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生某種效應(yīng)而形成信號(hào)。檢測(cè)探測(cè)信號(hào)變化方式的稱(chēng)為作用型,檢測(cè)產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號(hào)方式的稱(chēng)為反作用型。雷達(dá)與無(wú)線(xiàn)電頻率范圍探測(cè)器是作用型實(shí)例,而光聲效應(yīng)分析裝置與激光分析器是反作用型實(shí)例。
被動(dòng)型傳感器只是接收被測(cè)對(duì)象本身產(chǎn)生的信號(hào),如紅外輻射溫度計(jì)、紅外攝像裝置等。
4、傳感器的分類(lèi)
傳感器的分類(lèi)
傳感器的種類(lèi)繁多,往往同一種被測(cè)量可以用不同類(lèi)型的傳感器來(lái)測(cè)量,而同一原理的傳感器又可測(cè)量多種物理量,因此傳感器有許多種分類(lèi)方法。常用的分類(lèi)方法有:
1.按被測(cè)量分類(lèi)
1)機(jī)械量:
位移、力、速度、加速度、……
2)熱工量:
溫度、熱量、流量(速)、壓力(差)、液位、……
3)物性參量:
濃度、粘度、比重、酸堿度、……
4)狀態(tài)參量:
裂紋、缺陷、泄漏、磨損、……
這種分類(lèi)方法也就是按用途進(jìn)行分類(lèi),給使用者提供了方便,容易根據(jù)測(cè)量對(duì)象來(lái)選擇傳感器。
2.按測(cè)量原理分類(lèi)
按傳感器的工作原理可分為電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、光纖磁
敏式、激光、超聲波等傳感器。現(xiàn)有傳感器的測(cè)量原理都是基于物理的、化學(xué)的和生物
等各種效應(yīng)和定律,這種分類(lèi)方法便于從原理上認(rèn)識(shí)輸入與輸出之間的變換關(guān)系,有利
于專(zhuān)業(yè)人員從原理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用上作歸納性的分析與研究。
3.按信號(hào)變換特征分類(lèi)
1)結(jié)構(gòu)型:主要是通過(guò)傳感器結(jié)構(gòu)參量的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。例如,電容式傳
感器依靠極板間距離的變化引起電容量的改變。
2)物性型:是利用敏感元件材料本身物理屬性的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換的。例如水
銀溫度計(jì)是利用水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象測(cè)量溫度,壓電式傳感器是利用石英晶體的壓電效
應(yīng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量等。
4.按能量關(guān)系分類(lèi)
1)能量轉(zhuǎn)換型:傳感器直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作的。例如熱電偶、光電
池等,這種類(lèi)型傳感器也稱(chēng)為有源傳感器。
2)能量控制型:傳感器從外部獲得能量使其工作,由被測(cè)量的變化控制外部供給
能量的變化。例如電阻式、電感式等傳感器,這種類(lèi)型的傳感器必須由外部提供激勵(lì)源
(電源等),因此也稱(chēng)為無(wú)源傳感器。
表4.1.1按能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型對(duì)常用傳感器的工作原理進(jìn)行歸納。
除以上分類(lèi)方法外,還可按照輸出量分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器,按照測(cè)量
方式分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器等等。
表4.1.1
傳感器的工作原理按能量關(guān)系分類(lèi)
量轉(zhuǎn)換型
能量控制型
壓電效應(yīng)(壓電式)
應(yīng)變效應(yīng)(應(yīng)變片)
壓磁效應(yīng)(壓磁式)
壓阻效應(yīng)(應(yīng)變片)
熱電效應(yīng)(熱電偶)
電磁效應(yīng)(磁電式)
磁阻效應(yīng)(磁敏電阻)
光生伏特效應(yīng)(光電池)
內(nèi)光電效應(yīng)(光敏電阻)
熱磁效應(yīng)
霍爾效應(yīng)(霍爾元件)
熱電磁效應(yīng)
電容(電容式)
靜電式
電感(電感式)
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