04.18 傳感器基本概念

描述:

根據物質的特性,可分類電量和非電量兩種,電量一般指物理學的電學量,如電壓、電流、電阻、電容及電感等;

非電量是指,如壓力、溫度、尺寸、位移量、質量、力、速度、加速度、轉速、流量等,人類要認識物質及其本質,就需要對物質特性進行測量,大多數是對非電量的測量。

非電量需要轉換成與非電量有一定關係的電量,再利用電工儀表和電子儀器進行測量,實現這種轉換技術的器件叫做傳感器。

一、 傳感器的組成

傳感器的作用是將被測非電物理量轉換成與其有一定關係的電信號。

傳感器一般有敏感器件、轉換元件、接口電路和輔助電源四部分組成,在工業測量中經常會遇到變送器,所謂"變送器",國際電工委員會(IEC)將電流信號4-20mA(DC)和電壓信號1-5V(DC)確定為過程控制系統電模擬信號的統一標準。

傳感器基本概念

1、敏感元件

敏感元件是能夠直接感知被測量,並按照一定規律將其轉換成與被測量有確定關係的其他量的元件。

2、 轉換元件

轉換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉換為電信號

3、 變換電路

變換電路負責對轉換元件輸出的電信號進行放大調製。

4、 輔助電源電路

轉換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

二、 常用的傳感器分類

1、電阻式傳感器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、溼度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、溼敏等電阻式傳感器件。

2、稱重傳感器是一種能夠將重力轉變為電信號的力電轉換裝置,電磁力式主要用於電子天平,電容式用於部分電子吊秤,而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結構較簡單,準確度高,適用面廣,且能夠在相對比較差的環境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。

3、熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。

熱電阻傳感器分類:

1)NTC熱電阻傳感器:

該類傳感器為負溫度係數傳感器,即傳感器阻值隨溫度的升高而減小。

2)PTC熱電阻傳感器:

該類傳感器為正溫度係數傳感器,即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

4、液位

1)浮球式液位傳感器

浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比於液位變化的電阻信號,並將電子單元轉換成4~20mA或其它標準信號輸出。該傳感器為模塊電路,具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優點,電路內部含有恆流反饋電路和內保護電路,可使輸出最大電流不超過28mA,因而能夠可靠地保護電源並使二次儀表不被損壞。

2)浮簡式液位傳感器

浮筒式液位傳感器是將磁性浮球改為浮筒,它是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的。它在工作時可以通過現場按鍵來進行常規的設定操作。

3)靜壓或液位傳感器

該傳感器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號,再經放大電路放大和補償電路補償,最後以4~20mA或0~10mA電流方式輸出。

接近開關

接近開關由稱為無觸頭的行程開關,由於他是非接觸式觸發,動作速度快,可在不同的檢測距離動作、發出的信號穩定,因此在工業生產中應用廣泛。

1、 電感式接近開關

電感式接近開關也稱為渦流式接近開關,電感式接近開關由三大部分組成:振盪器、開關電路及放大輸出電路。振盪器產生一個交變磁場。當金屬目標接近這一磁場,並達到感應距離時,在金屬目標內產生,從而導致振盪衰減,以至停振。振盪器振盪及停振的變化被後級處理並轉換成開關信號,觸發驅動控制器件,從而達到非接觸式之檢測目的。

2、電容式接近開關

電容式接近開關是利用被測物體和內部檢測電極之間形成的電容變化來工作的。電容式接近開關的檢測物體並不只限於金屬導體,也可以是絕緣的液體、固體或者粉末狀物體。

傳感器基本概念

實物圖

傳感器基本概念

接近開關接線圖

總結:在工業控制中傳感器起到重要角色,光敏傳感器相當於人的視覺、聲敏傳感器相當於人的聽覺、氣敏傳感器相當於嗅覺等等。謝謝你的閱讀,喜歡的朋友請點擊關注!


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