傳感器(Sensor)是一種常見(jiàn)的卻又很重要的器件,它是感受規(guī)定的被測(cè)量的各種量并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為有用信號(hào)的器件或裝置。對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō),按照輸入的狀態(tài),輸入可以分成靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量。我們可以根據(jù)在各個(gè)值的穩(wěn)定狀態(tài)下,輸出量和輸入量的關(guān)系得到傳感器的靜態(tài)特性。
傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和準(zhǔn)確度等。傳感器的動(dòng)態(tài)特性則指的是對(duì)于輸入量隨著時(shí)間變化的響應(yīng)特性。動(dòng)態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動(dòng)控制的模型來(lái)描述。通常,傳感器接收到的信號(hào)都有微弱的低頻信號(hào),外界的干擾有的時(shí)候的幅度能夠超過(guò)被測(cè)量的信號(hào),因此消除串入的噪聲就成為了一項(xiàng)關(guān)鍵的傳感器技術(shù)。下面就由小編帶大家認(rèn)識(shí)一下常用于生活中的七大傳感器。
1、物理傳感器:
物理傳感器是檢測(cè)物理量的傳感器。它是利用某些物理效應(yīng),把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成為便于處理的能量形式的信號(hào)的裝置。其輸出的信號(hào)和輸入的信號(hào)有確定的關(guān)系。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。作為例子,讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),它直接檢測(cè)來(lái)自物體的輻射信息,也可以轉(zhuǎn)換其他物理量成為光信號(hào)。
其主要的原理是光電效應(yīng):當(dāng)光照射到物質(zhì)上的時(shí)候,物質(zhì)上的電效應(yīng)發(fā)生改變,這里的電效應(yīng)包括電子發(fā)射、電導(dǎo)率和電位電流等。顯然,能夠容易產(chǎn)生這樣效應(yīng)的器件成為光電式傳感器的主要部件,比如說(shuō)光敏電阻。這樣,我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應(yīng)的光的照射,通過(guò)類(lèi)似光敏電阻這樣的器件把光能轉(zhuǎn)化成為電能,然后通過(guò)放大和去噪聲的處理,就得到了所需要的輸出的電信號(hào)。這里的輸出電信號(hào)和原始的光信號(hào)有一定的關(guān)系,通常是接近線性的關(guān)系,這樣計(jì)算原始的光信號(hào)就不是很復(fù)雜了。其它的物理傳感器的原理都可以類(lèi)比于光電式傳感器。
2、光電傳感器:
光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上,此時(shí)光子能量就傳遞給電子,并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。
光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電物理量,如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn),因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新的一頁(yè)。
3、仿生傳感器:
仿生傳感器,是一種采用新的檢測(cè)原理的新型傳感器,它采用固定化的細(xì)胞、酶或者其他生物活性物質(zhì)與換能器相配合組成傳感器。這種傳感器是近年來(lái)生物醫(yī)學(xué)和電子學(xué)、工程學(xué)相互滲透而發(fā)展起來(lái)的一種新型的信息技術(shù)。這種傳感器的特點(diǎn)是機(jī)能高、壽命長(zhǎng)。在仿生傳感器中,比較常用的是生體模擬的傳感器。
仿生傳感器按照使用的介質(zhì)可以分為:酶?jìng)鞲衅鳌⑽⑸飩鞲衅鳌⒓?xì)胞器傳感器、組織傳感器等。在圖中我們可以看到,仿生傳感器和生物學(xué)理論的方方面面都有密切的聯(lián)系,是生物學(xué)理論發(fā)展的直接成果。在生體模擬的傳感器中,尿素傳感器是最近開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種傳感器。
目前,雖然已經(jīng)發(fā)展成功了許多仿生傳感器,但仿生傳感器的穩(wěn)定性、再現(xiàn)性和可批量生產(chǎn)性明顯不足,所以仿生傳感技術(shù)尚處于幼年期,因此,以后除繼續(xù)開(kāi)發(fā)出新系列的仿生傳感器和完善現(xiàn)有的系列之外,生物活性膜的固定化技術(shù)和仿生傳感器的固態(tài)化值得進(jìn)一步研究。
4、水質(zhì)PH傳感器:
水質(zhì)PH傳感器,通常由化學(xué)部分和信號(hào)傳輸部分構(gòu)成。用來(lái)檢測(cè)被測(cè)物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)的傳感器。pH傳感器可以對(duì)大型反應(yīng)槽或制程管路中pH值測(cè)定;耐高溫殺菌、CIP清洗;電極長(zhǎng)度有120、150、220、250、450mm等多種選擇。美國(guó)sensorex公司水質(zhì)PH傳感器- S290C用于多種場(chǎng)合的pH值測(cè)量,比如:廢水污水場(chǎng)合pH值測(cè)量,電鍍廢水場(chǎng)合pH值測(cè)量,高溫場(chǎng)合pH值測(cè)量,發(fā)酵場(chǎng)合pH值測(cè)量,高壓場(chǎng)合pH值測(cè)量等多種場(chǎng)合pH值的測(cè)量。
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