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,現已廣泛地應用于工業、農業、環境保護、醫學等技術領域,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、化學信息和生物信息),并能將被測信息轉換成與之相對應的其他量(電量、光學量、機械量等)的器件或裝置。這種發生能量轉換的過程稱之為“傳感”,傳感是一個含義寬廣而籠統的名詞,一切獲取信息的儀表器件(如敏感元件探測器、轉換器及一次儀表等)都可稱為傳感器,由于工程檢測中最需要的是把非電量轉換成電量,所以人們習慣上又稱傳感器是一種把被測的非電量轉換成電量的裝置。 常見的被測參數如表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,現已廣泛地應用于工業、農業、環境保護、醫學等技術領域,并正逐步引入人們的日常生活。各領域對傳感器的需求,因其應用目的不同而有所變化,如表1-2所列。傳感器質量的優劣直接決定著測試與控制工程的成敗。 為了對自然現象有一個定量的認識,首先需要通過傳感器取得關于對象的信息(一次信息),然后再根據對這些信息處理的結果,進一步推論和了解自然現象的本質。用于機器人和家用設施所需的傳感器分別如表1-3和表1-4所列。
說明:
根據中華人民共和國國家標準,傳感器的定義是:能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成。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),按一定規律轉換為與其對應的另一種(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識仍局限于非電物理量與其電量的轉換,即傳感器是將被測的非電物理量(如力、壓力、重量、力矩、應力、應變、位移、速度、加速度、振動、沖擊、溫度、流量、聲響、角度轉速、物位、物性、物體的尺寸等),轉換成與之對應的、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,其能量的轉換是可逆的,也就是說,傳感器不但可以將非電物理量轉換為電量,同時也可以根據測試與自動控制的需要將電量換成為非電量而加以利用。根據中華人民共和國國家標準(GB7665-87),傳感器(Transducer/Sensor)的定義是:能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成。 其中,敏感元件(Sensing Element)是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分;轉換元件(Transduction Element)是指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉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,從儀器儀表學料的角度強調傳感器是一種感受信號的裝置,所以稱之為”傳感器”;從電子學的角度則強調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行變換,變換成一種與被測量不僅有確定函數關系,而且便于傳輸和處理的量。 產業革命以來,發明了各種各樣的機器。人們為了改善機器的性能和提高機器的自動化程度,需要實時地測量反映機器工作狀態的信息,并利用這些信息去控制機器,使之處于最佳的工作狀態。所以,一種被稱為傳感器的裝置被逐漸應用起來。例如,為了對瓦特蒸汽機進行速度調節與控制,就發明了離心式調速器。離心式調速器就是一種傳感器,它不斷地測量轉速,當轉速有變化時,就把這種變化轉換為位移量,位移量使得轉速恢復到要求的大小。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行變換,變換成一種與被測量不僅有確定函數關系,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變成與被測溫度有確定關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換成相應的電阻變化;利用化學傳感器把被測液體中的pH值變化轉換為電壓的變化等。 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,隨著科學技術的飛速發展,特別是微電子加工技術、微計算機技術、信息處理技術以及材料技術的發展,使得綜合著各種先進技術的傳感技術進人了一個前所未有的飛速發展階段。傳感器也就自然地跨入了一個迅猛發展的新時期。 微電子技術的發展,特別是微電子技術中的加工技術,如蒸鍍、刻蝕等微細加工的進步,使得過去難以加工的傳感器變得很容易。通過蒸鍍技術可以把半導體制得均勻、穩定,并可以把拾取信息的敏感部分和電路集成于一體。例如,微加工技術可在半導體材料上,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,從而避免了傳統的把感壓膜固定在...
說明:
固定式氣體報警器由報警控制器和探測器組成,控制器可放置于值班室內,主要對各監測點進行控制,氣體探測器安裝于氣體最易泄露的地點,其核心部件為內置的氣體傳感器,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換成電信號,通過線纜傳輸到控制器,氣體濃度越高,電信號越強,當氣體濃度達到或超過報警控制器設置的報警點時,氣體報警器發出報警信號,并可啟動電磁閥、排氣扇等外聯設備,自動排除隱患。一、線纜的傳輸距離最遠距離1000米,與氣體探測器的數量,使用的線纜粗細都有關系,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標準信號、二線制:M-BUS信號或RS485信號、四線制:RS485信號、標準RS485信號三、常用的線纜規格三線制分線:一般使用國標或非標RVV3*1.0-1.5-2.5mm2,如果信號干擾首映國標或非標RVVP3*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表軟線,字母V點半絕緣體聚氯乙烯(pvc),字母P代表屏蔽)。四線制總線:一般使用國標或非標RVV4*1.0-1.5-2.5mm2,如果信號干擾首映國標或非標RVVP4*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表軟線,字母V點半絕緣體聚氯乙烯(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、穩定性穩定性是指傳感器在整個工作時間內基本響應的穩定性,取決于零點漂移和區間漂移。零點漂移是指在沒有目標氣體時,整個工作時間內傳感器輸出響應的變化。區間漂移是指傳感器連續置于目標氣體中的輸出響應變化,表現為傳感器輸出信號在工作時間內的降低。理想情況下,一個傳感器在連續工作條件下,每年零點漂移小于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構所使用的技術。大多數氣體傳感器的設計原理都采用生物化學、電化學、物理和光學。首先要考慮的是選擇一種敏感技術,它對目標氣體的閥限制(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。可以通過測量由某一種濃度的干擾氣體所產生的傳感器響應來確定。這個響應等價于一定濃度的目標氣體所產生的傳感器響應。這種特性在追蹤多種氣體的應用中是非常重要的,因為交叉靈敏度會降低測量的重復性和可靠性,理想傳感器應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數目標氣體中的能力。在氣體大量泄漏時,探頭應能夠承受期望氣體體積分數10~20倍。在返回正常工作條件下,傳感器漂移和零點校正值應盡可能小。氣體傳感器的基本特征,即靈敏度、選擇性以及穩定性等,主要通過材料的選擇來確定。選擇適當的材料和開發新材料,使氣體傳感器的敏感特性達到最優。