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五种常用的传感器类型
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a6 o# T$ J3 g+ G# c# A5 L" Z) Z1 F$ z5 v
& K$ N0 R2 n/ E" G一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：
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（一）温度传感器5 J7 m# ~: G1 J- y5 C c
4 `- k* n" E, V3 ~/ F5 y2 M
该设备从源头收集有关温度的信息，并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计，会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源，观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型：, s2 q# C! d* G+ g) ]6 f
( ~9 G. z5 y' N L2 {/ m* Q R·接触式传感器; E7 W' @. x/ }) w# ]* J
$ |4 u3 g* L% F9 L% S% x9 ~& ?! I. N. A
这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。它们可以在在很大的温度范围内监控固体、液体和气体的温度。
0 y# ^. p( {& b7 Q {: }+ E9 j
- L' b$ V- j) S3 m1 E" c·非接触式传感器
) _; v r# Z+ ^2 |0 ]% M6 @/ J3 \" y. M% h
这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体，但由于天然透明性，因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。3 V+ y7 Y, n5 i: E5 u# ` x
8 _( U. z% |' ^ 不同类型温度传感器的工作原理及实例* X5 E" E* k' ~
6 n3 z! f" `* Z: L- D （i）热电偶——它们由两根电线（每根均为不同的均匀合金或金属）组成，通过在一端的连接形成测量接头，该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备，在此形成参考结。由于两个结点的温度不同，电流流过电路，测量得到的毫伏来确定结点的温度。热电偶示意图如下。2 V# a. }, c& ?. B7 }
: |* e/ ]1 W3 W3 k （ii）电阻温度检测器（RTD）——这是一种热电阻，其制造目的是随着温度的变化改变电阻，它们比任何其他温度检测设备都贵。电阻式温度探测器示意图如下。
, i" e6 {7 y# i& g S' c( U4 d6 J: C+ ~/ y6 K
（iii）热敏电阻——它们是另一种电阻，电阻的大变化与温度的小变化成正比。7 A' ~) e( X! r
0 Q/ |% w! W2 l7 @+ x5 ?5 j8 C（二）红外传感器. b, e+ c# e3 ?: n1 J5 z T X! h' H' s
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该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说，热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的，红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。
4 g) @+ c& g/ F6 `% m- j6 C2 f
8 {; a1 O% G% O4 B- y! A优势
9 V, `( `" R2 U4 W7 J* s* \6 W$ E2 T* Y9 W2 K" X
易于连接，市场上现货供应
$ i" G$ ^ z1 }4 B3 z- g
5 F4 D0 Y' k- J7 F0 ~4 F) i缺点. g+ f1 @5 a4 Y
+ K; L, p; o4 R% J
受到周围噪音干扰，如辐射、环境光等。
/ F7 u, v, ], J$ q, h6 q- @" i, `
工作原理
0 c) ?- p6 P$ Q
" s4 g7 C# r5 r- J 其基本思想是利用红外发光二极管向物体发射红外光。同一类型的另一个红外二极管将用于探测物体反射波。红外Led传感器工作原理简图如下所示。
6 j$ g; }5 Y' K! P
* ^8 m' V* g' x; Q8 V# I7 x 当红外接收器受到红外光照射时，导线上会产生电压差。由于产生的电压很小，很难被检测到，因此使用运算放大器（运放）来准确地检测低电压。$ ~( @- y6 [# o3 q5 G
6 a- z/ ]( L4 D8 B( N7 u0 B
测量物体与接收传感器的距离：红外传感器组件的电特性可用于测量物体的距离，当红外接收器受到光照时，导线上会产生电位差。/ l3 s) k/ T9 _7 q5 g4 n% V
- d7 z N$ T; c; O, S- D
应用
& D( Q0 c! y$ l N: I
; S$ s, s/ \) t1 z, Q6 k# Q+ w3 h5 d; o6 E1 S' j/ S0 Y
热成像$ F0 q& |) p. m& n4 h- k
根据黑体辐射定律，可以使用热成像来观察有或没有可见光的环境。
- F7 Z$ h( g0 V$ a2 G7 [7 h·加热
) [# X* @1 w! K红外线可用于烹饪和加热食物，它们能把飞机机翼上的冰带走。它们广泛应用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工业领域。
H. |) A# Q% u·光谱学: E- f( [3 k8 `7 u* g$ |
这项技术通过分析组成键来识别分子，这项技术利用光辐射来研究有机化合物。
/ f1 ~- @$ E r7 E- j·气象
: l0 q7 n- m" f当气象卫星配备有扫描辐射计时，可以计算云层高度、陆地和地表温度。0 d2 N3 t1 d3 ~3 z" o7 U* u
·光生物调节& T% S1 ^! H6 S. L3 b
用于癌症患者的化疗，这是用来治疗抗疱疹病毒。
( l2 H8 @- h* z; H- L# A" d6 d·气候学
+ w! a, b. O2 N7 N/ B6 S监测大气和地球之间的能量交换。
# B) e# s, ~% J C0 N+ E·通信/ R; G3 R" Q2 `; Y1 n; _
红外线激光为光纤通信提供光。这些辐射也用于手机和计算机外围设备之间的短程通信。- L0 P8 M4 p T$ M, F
* [, G; A8 W! @3 T7 o
% P; m* p$ A! T3 i- _% G% b0 M) q( T
（三）紫外线传感器9 q4 ?% b2 o% S: z% n$ D( J
$ Q7 _8 ^9 \( q 这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长，但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感，紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。# x- f% e" m3 [+ k* c& ^$ J
* P5 }7 t' P5 \/ w: ?选择紫外线传感器的标准1 N7 G* c7 R; a
% h: {3 p7 h' {/ N4 s
·紫外传感器可以检测到的波长范围（纳米）, U3 ^3 o' R. g7 @# [. F' i
; w1 ^( u& Z5 S- r8 ~; R. U0 N
·工作温度
7 U5 @4 m0 j" M5 N' K' n6 D J) ^7 u# {, b; j
·准确度
/ d1 b) u2 j1 s( k$ v% ~2 M2 ~- R3 p; u. X
·重量
$ T8 f: q$ z9 E# O$ ?3 s5 ~) G; }" ]3 e- ~' p; E& d& Z
·功率范围
- Q" m7 q( ] {9 r% }: a! T
9 J: Z8 d' g4 n工作原理1 c/ `8 a/ l" {4 ]
$ T/ X m/ ]- n7 N4 T$ ~ 紫外线传感器接收一种类型的能量信号，并传输不同类型的能量信号。
" g! a% Z1 ~8 M! K+ F- B+ b6 ^" X# R
为了观察和记录这些输出信号，它们被导向电表。为了生成图形和报告，输出信号被传输到模数转换器（ADC），然后再通过软件传输到计算机。
0 S7 g+ L6 @3 e6 }. w( a$ b: H/ D* z2 o6 W) S- _( O' k
示例包括：% g" f9 C9 V+ F C8 |
6 g( T. O8 Q6 @ s% T·紫外线光电管是一种辐射敏感的传感器，用于监测紫外线空气处理、紫外线水处理和太阳辐射。
6 X8 T$ X) Q( p0 T3 |
/ K# ^$ M% O9 u1 j" M) Q·光传感器测量入射光的强度。6 ~3 j# v+ _: Z7 {
9 l+ n( c0 c* R9 R/ }·紫外光谱传感器是用于科学摄影的电荷耦合器件（CCD）。
) j6 m; j: p! {1 D7 h/ j) Z* d) f6 |( u
·紫外线探测器。6 Z0 e) F, F# B5 U; P' c6 O: }/ B5 ~1 s
" u: i' L0 c! V$ d
·杀菌紫外线探测器。
5 v0 \/ u% y2 i9 ]* q3 M! U4 X- ?5 B/ _
·光稳定性传感器。+ F C8 E3 t; P5 t7 X* ^$ d2 l7 O# F
9 C8 O5 @' @* `" N应用3 K+ w! ^" F! U3 r- u. `
/ {" i# j& H; B. h9 Z0 B
·测量紫外线光谱中晒伤皮肤的部分% E2 ~9 O5 J u% y: L
- ]0 a! J, e! L; [6 ]" M4 d·药房
* B9 a" S: C3 j1 s& i! T
0 J4 Z2 `* c! e8 i. u8 a·汽车
6 W! K! n2 O& e5 H$ [# I! |- {6 H
·机器人学1 H7 A/ d' t& R8 X' D6 j
' x8 Z0 r. K$ y# c& G
·溶剂处理和染色工艺的印染工业
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0 r# l) H) l( |9 Q0 z% `·化学品生产、储存和运输用化学工业2 o7 n4 u2 x7 ?0 R o
6 C3 Q! \6 f+ A: a6 Q
（四）触摸传感器: B3 f4 \8 _- ^, I9 i
* n! j1 y5 M- E; h# c7 }
触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器作为可变电阻工作的图。
8 V) |# V3 x* A, u l9 U/ h1 q5 U8 a' j1 E! E
触摸传感器由以下部件组成：
$ ~+ m+ x# o0 L9 K. C( h l) V! W. V( [9 w3 J0 _7 p6 R: o% V, D
·全导电物质，如铜! w; e4 v. i' E# O* D1 _) E# f
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·绝缘间隔材料，如泡沫或塑料# T8 _& X* y* |1 V* s5 O5 V9 `
* P/ ?( i& [) l% P8 e
·部分导电材料' j' @5 D: P3 l2 a
: J1 b) j: B& @1 a9 T& c) u原理与工作, ^' V! u1 k, Y7 l0 L
7 H- n% H+ t9 N" @6 z
部分导电材料反对电流的流动。线性位置传感器的主要原理是，当电流必须通过的材料长度越长时，电流流就越相反。因此，材料的电阻通过改变其与完全导电材料接触的位置而变化。
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通常，软件与触摸传感器相连。在这种情况下，内存是由软件提供的。当传感器被关闭时，他们可以记忆“最后一次接触的位置”。一旦传感器被激活，他们就能记住“第一次接触位置”，并理解与之相关的所有值。这个动作类似于移动鼠标并将其定位在鼠标垫的另一端，以便将光标移动到屏幕的远端。
, d% r7 F& s7 }( ^! z* w" N- `4 R$ ^! |/ W' |% R5 `3 O
应用5 O% f# E8 Q- \- T9 A# P& e$ G
7 T- Y& M/ b4 g; C. i1 g( H2 Y; `! F
触摸传感器具有成本效益高、经久耐用的特点，被广泛应用于8 j; g5 K6 V2 K* W
`7 K0 G n- l) t2 _( `2 h
·商业——医疗、销售、健身和游戏
; F. _# P& B3 T+ Z1 ]) u0 P. ^ f& n
·电器-烤箱、洗衣机/烘干机、洗碗机、冰箱
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2 T/ h5 w: }2 O" Q* B2 ~5 Z) \·运输-驾驶舱制造和车辆制造商之间的简化控制' `2 J8 x4 k& n
8 _% t: P Z# l& G·液位传感器
7 j- ~4 r% A/ ~: p: @( x1 d% P4 J. ]3 \4 M# H' k' E
·工业自动化-位置和液位传感，自动化应用中的人工触摸控制) e7 V2 k3 u9 \2 r7 R$ X y, X
2 o$ o2 S, Z3 [# n6 q/ W7 G
·消费电子产品-在各种消费产品中提供新的感觉和控制水平
0 t( }% v6 \5 b) Y( Z3 p! @ @2 c
- H- Z! L/ B$ H0 L( m) w（五）接近传感器; V& _" H5 t3 X) Q1 I% c
* L9 m" A1 X0 t7 V, } 接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触，且缺少机械零件，因此这些传感器的使用寿命长，可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。5 t" Y. @; T) V2 c. O( _' s8 U
6 @- z6 e i$ V( q" [% x# q工作原理
# ~- X/ Q8 w$ d& }3 a
2 a# r4 \4 ~ W7 {3 N+ D) I 接近传感器发射电磁或静电场或电磁辐射束（如红外线），并等待返回信号或场中的变化，被感测的物体称为接近传感器的目标。) m; g0 v0 G$ x, D& B
6 w/ ~$ g4 v7 v 感应式接近传感器-它们有一个振荡器作为输入，通过接近导电介质来改变损耗电阻。这些传感器是首选的金属目标。8 ^. W) E& g- n9 n& q- k
' z1 f' M/ i0 ~$ v
电容式接近传感器-它们转换检测电极和接地电极两侧的静电电容变化。这是通过以振荡频率的变化接近附近的物体而发生的。为了检测附近的目标，将振荡频率转换为直流电压，并与预定阈值进行比较。这些传感器是塑料目标的首选。9 X$ ~$ w8 W# T, b) t* f4 I
9 w5 V3 i6 P: }' y% F. {) i8 p应用
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; s; [) g& a' Z3 m- {% M·在自动化工程中用于定义过程工程设备、生产系统和自动化设备的运行状态* @" x1 ] n& P5 |* W
( i7 ~7 L6 v( i# [·在窗口中使用，当窗口打开时会激活警报7 z/ ^- @8 v. o5 Y, x- v% I
: ~7 T0 r2 A$ j: E·用于机械振动监测计算轴与支承轴承的距离差
2 ]* { Y9 R! Q3 |3 G- \- j |
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发表于 2023-5-29 11:19:16
