传感器类型(传感器的分类原理与检测方法)

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传感器类型(传感器的分类原理与检测办法)

传感器(transducer/sensor)是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)的装置或器件。它是实现主动检测和主动掌握的基本。

一、传感器的分类

1.按工作原理分类

传感器依据工作原理可分为物理传感器和化学传感器两大类。其中,物理传感器运用的是物理原理,诸如压电效应、磁致伸缩现象以及热电、光电、磁电、离化、极化等原理。化学传感器运用的是化学吸附、电化学反响原理,被测信号量的渺小变更会被转换成电信号。目前,大多数传感器是以物理原理为基本运作的。随着技巧的发展和成本的下降,化学传感器将会得到更普遍的运用。2.按用处分类

传感器按用处可分为压力敏和力敏传感器、地位传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、湿敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。目前,常见的是热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、速度传感器等。

3.按构成材质分类

传感器按构成材质的类别可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器、混杂物传感器,按材质的物理性质传感器可分为导体传感器、绝缘体传感器、半导体传感器、磁性材质传感器,按材质的晶体构造传感器分为单晶传感器、多晶传感器、非晶材质传感器。

4.按制作工艺分类

传感器按制作工艺可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。常见的传感器是集成传感器、陶瓷传感器和厚膜传感器。

二、传感器的特征

1.传感器的静态特征

传感器的静态特征是指传感器输入静态信号后,传感器的输百思特网出量与输入量之间所具有的相互关系。传感器静态特征重要包含线性度、敏锐度、分辩力和迟滞等参数。

(1)敏锐度

敏锐度是指传感器在稳态工作情形下,输出量变更y 对输入量变更x 的比值。它是输入—输出特征曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间呈线性关系,则敏锐度是一个常数;否则,它将随输入量的变更而变更。

(2)分辩力

分辩力是指传感器可能感受到的被测量最小变更的才能。也就是说,如果输入量从某一非零值迟缓地变更,当输入变更值未超过某一数值时,传感器的输出不会产生变更,即传感器对此输入量的变更是分辩不出来的。只有当输入量的变更超过火辨力时,其输出才会产生变更。通常传感器在满量程规模内各点的分辩力并不雷同,因此常用满量程中能使输出量发生阶跃变更的输入量中的最大变更值作为权衡分辩力的指标。

2.传感器的动态特征

所谓动态特征是指传感器在输入变更时,它的输出的特征。在实际工作中,传感器的动态特征常用它对某些尺度输入信号的响应来表现。

三、气体传感器的辨认与检测

气体传感器除了运用在抽油烟机内,实现厨房油烟的主动检测外,还普遍运用在矿山、石油、机械、化工等范畴,实现火灾、爆炸、空气污染等事故的检测、报警和掌握。常见的气体传感器的实物外形如下图所示。

1.气体传感器的构成和工作原理

气体传感器由气敏电阻、不锈钢网罩(过滤器)、螺旋状加热器、塑料底座和引脚构成,如下图(a)所示。气体传感器的电路符号如图(b)所示。其中,A—a 两个脚内部短接,是气敏电阻的一个引出端;B—b 两个脚内部短接,是气敏电阻的另一个引出端;H—h两个脚是加热器供电端。

提醒:许多资料将 H、h 脚标注为 F、f。

当加热器得到供电后,开端为气敏电阻加热,使它的阻值急剧降低,随落后入稳固状况。进入稳固状况后,气敏电阻的阻值会随着被检测气体的吸附值而产生变更。N 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而减小,P 型气敏电阻的阻值随气体浓度的增大而增大。

2.气体传感器的检测

(1)加热器的检测

用万用表的“R1”或“R10”挡测量气体传感器加热器两个引脚间的阻值,若阻值为无限大,解释加热器开路。

(2)气敏电阻的检测

如图 3-68 所示,检测气敏电阻时最好采取两块万用表。

其中,一块置于“500mA”电流挡后,将两个表笔串接在加热器的供电回路中;另一块万用表置于“10V”直流电压挡,黑表笔接地,红表笔接在气体传感器的输出端上。为气体传感器供电后,电压表的表针会反向偏转,几秒后返回到0的地位,然后逐渐上升到一个稳固值,电流表指导的电流在150mA内,解释气敏电阻已完成预热。此时吸一口香烟对准气体传感器的网罩吐出,电压表的数值应当产生变更;否则,解释网罩或气体传感器异常。检讨网罩正常后,就可确认气体传感器内部的气敏电阻异常。

提醒:采取一块万用表测量气体传感器时,将吸入口内的香烟对准气体传感器的网罩吐出后,若气体传感器百思特网的输出端电压有变更,则解释它正常。

四、热电偶传感器的辨认与检测

热电偶是一种特别的传感器,它能够将热信号转换为电信号,并且有必定的带载才能。

1.热电偶传感器的辨认

热电偶传感器是将A、B 两种成分且热电性能不同的材质一端焊接在一起,另一端与放大器等电路相接,常见的热电偶传感器实物外形如下图所示。

热电偶传感器的焊接端百思特网称为检测端或热端。该端安装在被检测温度的部位,设其温度为t 1;未焊接端称为自由端或冷端,设其温度为t 2。当t 1>t 2 时,回路中就会发生热电动势。该电动势经放大后掌握履行部件,便可实现对被掌握器件的温度掌握。

2.热电偶传感器的检测

用万用表的二极管挡测量热电偶两个引脚间的阻值,阻值应为 0 且蜂鸣器鸣叫,否则解释它异常。