說明:
傳感器是“一切信息的觸覺”,它不僅能在某種程度上代替人的感覺,而且能突破人的生理界限,感受人難以感知的外界信息,現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域,并正逐步引入人們的日常生活。 傳感器是一種能感知某一被測量(物理信息、化學(xué)信息和生物信息),并能將被測信息轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的其他量(電量、光學(xué)量、機(jī)械量等)的器件或裝置。這種發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過程稱之為“傳感”,傳感是一個含義寬廣而籠統(tǒng)的名詞,一切獲取信息的儀表器件(如敏感元件探測器、轉(zhuǎn)換器及一次儀表等)都可稱為傳感器,由于工程檢測中最需要的是把非電量轉(zhuǎn)換成電量,所以人們習(xí)慣上又稱傳感器是一種把被測的非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。 常見的被測參數(shù)如表1-1所列。傳感器是“一切信息的觸覺”,它不僅能在某種程度上代替人的感覺,而且能突破人的生理界限,感受人難以感知的外界信息,現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域,并正逐步引入人們的日常生活。各領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯男枨?,因其?yīng)用目的不同而有所變化,如表1-2所列。傳感器質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定著測試與控制工程的成敗。 為了對自然現(xiàn)象有一個定量的認(rèn)識,首先需要通過傳感器取得關(guān)于對象的信息(一次信息),然后再根據(jù)對這些信息處理的結(jié)果,進(jìn)一步推論和了解自然現(xiàn)象的本質(zhì)。用于機(jī)器人和家用設(shè)施所需的傳感器分別如表1-3和表1-4所列。
說明:
根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),傳感器的定義是:能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。在通常情況下,傳感器也稱換能器、變換器。廣義而言,傳感器是將被測的某一物理量(或信號),按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為與其對應(yīng)的另一種(或同種)物理量(或信號)輸出的裝置。目前,對傳感器定義的普遍認(rèn)識仍局限于非電物理量與其電量的轉(zhuǎn)換,即傳感器是將被測的非電物理量(如力、壓力、重量、力矩、應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、加速度、振動、沖擊、溫度、流量、聲響、角度轉(zhuǎn)速、物位、物性、物體的尺寸等),轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的、易于精確處理的電量或電參量(如電流、電壓、電阻、電感、電容、電荷、頻率、阻抗等)輸出的一種測量裝置。也有少部分傳感器,其能量的轉(zhuǎn)換是可逆的,也就是說,傳感器不但可以將非電物理量轉(zhuǎn)換為電量,同時也可以根據(jù)測試與自動控制的需要將電量換成為非電量而加以利用。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB7665-87),傳感器(Transducer/Sensor)的定義是:能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 其中,敏感元件(Sensing Element)是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分;轉(zhuǎn)換元件(Transduction Element)是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號的部分。有時也使用變換器一詞,變換器和傳感器雖有少許差別,但按JIS定義往往把二者作為同義詞來使用,可見傳感器一詞是使用最為廠泛而概括的用語。 在我國,往往有把“傳感器”和“敏感元件“等同使用的情況,從儀器儀表學(xué)料的角度強(qiáng)調(diào)傳感器是一種感受信號的裝置,所以稱之為”傳感器”;從電子學(xué)的角度則強(qiáng)調(diào)它是一種能感受信號的電子元件,所以稱之為...
說明:
在傳感器中包含著兩個必不可少的概念:一是拾取信息;二是把拾取到的信息進(jìn)行變換,變換成一種與被測量不僅有確定函數(shù)關(guān)系,而且便于傳輸和處理的量。 產(chǎn)業(yè)革命以來,發(fā)明了各種各樣的機(jī)器。人們?yōu)榱烁纳茩C(jī)器的性能和提高機(jī)器的自動化程度,需要實(shí)時地測量反映機(jī)器工作狀態(tài)的信息,并利用這些信息去控制機(jī)器,使之處于最佳的工作狀態(tài)。所以,一種被稱為傳感器的裝置被逐漸應(yīng)用起來。例如,為了對瓦特蒸汽機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)與控制,就發(fā)明了離心式調(diào)速器。離心式調(diào)速器就是一種傳感器,它不斷地測量轉(zhuǎn)速,當(dāng)轉(zhuǎn)速有變化時,就把這種變化轉(zhuǎn)換為位移量,位移量使得轉(zhuǎn)速恢復(fù)到要求的大小。在傳感器中包含著兩個必不可少的概念:一是拾取信息;二是把拾取到的信息進(jìn)行變換,變換成一種與被測量不僅有確定函數(shù)關(guān)系,而且便于傳輸和處理的量,一般是電量。例如,利用溫度傳感器把溫度值變化轉(zhuǎn)變成與被測溫度有確定關(guān)系的電流或電阻的變化;利用硅壓阻式傳感器把壓力變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電阻變化;利用化學(xué)傳感器把被測液體中的pH值變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化等。 由于這種通過拾取信息,并把信息傳送到某個確定的地方的功能,很像人利用五官感受外界信息,并把信息送到大腦的過程,所以,人們往往形象地把傳感器比喻為“電五官”。 近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是微電子加工技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)以及材料技術(shù)的發(fā)展,使得綜合著各種先進(jìn)技術(shù)的傳感技術(shù)進(jìn)人了一個前所未有的飛速發(fā)展階段。傳感器也就自然地跨入了一個迅猛發(fā)展的新時期。 微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是微電子技術(shù)中的加工技術(shù),如蒸鍍、刻蝕等微細(xì)加工的進(jìn)步,使得過去難以加工的傳感器變得很容易。通過蒸鍍技術(shù)可以把半導(dǎo)體制得均勻、穩(wěn)定,并可以把拾取信息的敏感部分和電路集成于一體。例如,微加工技術(shù)可在半導(dǎo)體材料上,利用刻蝕方法使局部厚度變成幾個微米(μm)而形成感受壓力的敏感膜,從而避免了傳統(tǒng)的把感壓膜固定在...
說明:
固定式氣體報(bào)警器由報(bào)警控制器和探測器組成,控制器可放置于值班室內(nèi),主要對各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行控制,氣體探測器安裝于氣體最易泄露的地點(diǎn),其核心部件為內(nèi)置的氣體傳感器,傳感器檢測空氣中氣體的濃度。探測器將傳感器檢測到的氣體濃度轉(zhuǎn)換成電信號,通過線纜傳輸?shù)娇刂破?,氣體濃度越高,電信號越強(qiáng),當(dāng)氣體濃度達(dá)到或超過報(bào)警控制器設(shè)置的報(bào)警點(diǎn)時,氣體報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號,并可啟動電磁閥、排氣扇等外聯(lián)設(shè)備,自動排除隱患。一、線纜的傳輸距離最遠(yuǎn)距離1000米,與氣體探測器的數(shù)量,使用的線纜粗細(xì)都有關(guān)系,源距離可以通過增加信號放大器來增加傳輸距離。二、探測器的輸出信號有哪些三線制:4-20MA標(biāo)準(zhǔn)信號、二線制:M-BUS信號或RS485信號、四線制:RS485信號、標(biāo)準(zhǔn)RS485信號三、常用的線纜規(guī)格三線制分線:一般使用國標(biāo)或非標(biāo)RVV3*1.0-1.5-2.5mm2,如果信號干擾首映國標(biāo)或非標(biāo)RVVP3*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表軟線,字母V點(diǎn)半絕緣體聚氯乙烯(pvc),字母P代表屏蔽)。四線制總線:一般使用國標(biāo)或非標(biāo)RVV4*1.0-1.5-2.5mm2,如果信號干擾首映國標(biāo)或非標(biāo)RVVP4*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表軟線,字母V點(diǎn)半絕緣體聚氯乙烯(pvc),字母P代表屏蔽)。兩線制總線:使用RVS2*2.5雙絞線(字母S代表雙絞線,字母R代表軟線,字母V代表聚氯乙烯(絕緣體))。
說明:
1、穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指傳感器在整個工作時間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性,取決于零點(diǎn)漂移和區(qū)間漂移。零點(diǎn)漂移是指在沒有目標(biāo)氣體時,整個工作時間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移是指傳感器連續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化,表現(xiàn)為傳感器輸出信號在工作時間內(nèi)的降低。理想情況下,一個傳感器在連續(xù)工作條件下,每年零點(diǎn)漂移小于10%。 2、靈敏度靈敏度是指傳感器輸出變化量與被測輸入變化量之比,主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu)所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計(jì)原理都采用生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù),它對目標(biāo)氣體的閥限制(TLV-thresh-oldlimitvalue)或最低爆炸限(LEL-lowerexplosivelimit)的百分比的檢測要有足夠的靈敏性。 3、選擇性選擇性也被稱為交叉靈敏度??梢酝ㄟ^測量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)來確定。這個響應(yīng)等價于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的,因?yàn)榻徊骒`敏度會降低測量的重復(fù)性和可靠性,理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。 4、抗腐蝕性抗腐蝕性是指傳感器暴露于高體積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時,探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)10~20倍。在返回正常工作條件下,傳感器漂移和零點(diǎn)校正值應(yīng)盡可能小。氣體傳感器的基本特征,即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等,主要通過材料的選擇來確定。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料,使氣體傳感器的敏感特性達(dá)到最優(yōu)。