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传感器可以分为哪些种类?划分依据是什么?

提问者:匿名

时间:Tue Jun 09 20:04:38 CST 2020

传感器种类

Tue Jun 09 20:05:05 CST 2020

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传感器是一种可以将物理或化学量转换为易于利用的电信号的元件。国际电工委员会(IECInternational Electrotechnical Committee)的定义是:“传感器是测量系统中的一种前置组件,它将输入变量转换为可测量的信号”。根据Gopel等人的说法,“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统是结合了某些信息处理(模拟或数字)能力的系统”。如:温度传感器是传感系统的组成部分,它是测量信号输入的第一个网关。

根据不同的原理进行区分:

1.根据被测物理量区分:如:力、压力、位移、温度、角度传感器等;

2.根据传感器的工作原理区分:应变传感器、压电传感器、压阻传感器、电感传感器、电容传感器、光电传感器等;

3.根据传感器的能量转换模式区分:

1)能量转换型:如压电型、热电偶型、光电型传感器等;能量控制型传感器从外部提供辅助能量使其工作,并通过测量来控制外部能量供应的变化。比如在电阻应变测量中,将应变仪连接到电桥,并由外部提供电桥的工作能量,而由于测得的变化引起的应变仪的电阻变化控制了电桥的不平衡程度。电感式测微计和电容式振动计就属于这种类型。

能量控制的另一种类型是被测对象对激励信号的响应,它反映了被测对象的性质或状态,例如:超声波探伤、X射线残留应力测量、激光散斑技术应变测量等

2)能量控制型:如电阻型、电感型、霍尔型等传感器以及热敏电阻、光敏电阻、防潮电阻等;能量转换型传感器直接由被测物体输入能量以使其工作,例如热电偶温度计、弹性压力计等。但是被测物体与传感器之间的能量传输不可避免地会导致被测物体的状态发生变化,从而产生测量误差。

4.根据传感器的工作机制:

1)结构类型:如电感式传感器、电容式传感器等;结构传感器是根据传感器结构参数的变化来实现信号转换的。例如电容传感器取决于极板之间的距离以改变电容。电感传感器取决于电枢位移来改变自感或互感。

2)物理类型:如压电、光电、各种半导体传感器等;物理型传感器依靠传感元件物理特性的变化来实现信号转换。例如,利用汞的热膨胀和冷收缩现象使水银温度计测量温度。压电测功机是利用石英晶体等的压电效应制成的。

5.根据传感器输出信号的形式:

1)模拟类型:传感器的输出为模拟电压;

2)数字:传感器的输出是数字的,例如编码器传感器。

6.根据能量转换原理,可分为:

1)主动传感器:主动传感器将非电量转换为电能,例如电动势、电荷型传感器等;有源传感器可以直接将一种能量形式转换为另一种能量形式,而无需外部能量或激励源。

2)无源传感器:无源传感器不能直接转换能量形式,但是可以控制来自另一个输入的能量或激励能量输入。传感器负责将对象或过程的特定特征转换为数量的工作。它的“对象”可以是固体、液体或气体,它们的状态可以是静态或动态的(即过程)。在对对象属性进行转换和量化后,可以通过多种方式对其进行检测。对象的属性可以是物理的或化学的。根据其工作原理,它将对象特征或状态参数转换为可测量的电量,然后分离电信号并将其发送到传感器系统以进行评估或标记。