无源传感器(传感器按感应对象不同可分为)

伏羲号

由于被测参量种类繁多,其工作原理和使用条件又各不相同,因此传感器的种类和规格十分繁杂,分类方法也很多。现将常采用的分类方法归纳如下: 1、按输入量即测量对象的不同分:如输入量分别为:温度、压力、位移、速度、湿度、光线、气体等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、称重传感器等。

无源传感器(传感器按感应对象不同可分为)

2、按工作(检测)原理分类

检测原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学效应和生物效应等机理。有电阻式、电容式、电感式、压电式、电磁式、磁阻式、光电式、压阻式、热电式、核辐射式、半导体式传感器等。

3、按照传感器的结构参数在信号变换过程中是否发生变化可分为:

a、物性型传感器:在实现信号的变换过程中,结构参数基本不变,而是利用某些物质材料(敏感元件)本身的物理或化学性质的变化而实现信号变换的。

b、结构型传感器:依靠传感器机械结构的几何形状或尺寸(即结构参数)的变化而将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变化,实现信号变换,从而检测出被测信号。

如:电容式、电感式、应变片式、电位差计式等。

4、根据敏感元件与被测对象之间的能量关系(或按是否需外加能源)来分:

a、能量转换型(有源式、自源式、发电式):在进行信号转换时不需要另外提供能量,直接由被测对象输入能量,把输入信号能量变换为另一种形式的能量输出 使其工作。有源传感器类似一台微型发电机,它能将输入的非电能量转换成电能输出,传感器本身勿需外加电源,信号能量直接从被测对象取得。因此只要配上必要 的放大器就能推动显示记录仪表。

如:压电式、压磁式、电磁式、电动式、热电偶、光电池、霍尔元件、磁致伸缩式、电致伸缩式、静电式等传感器。

b、能量控制型(无源式、他源式、参量式):在进行信号转换时,需要先供给能量即从外部供给辅助能源使传感器工作,并且由被测量来控制外部供给能量的变 化等。对于无源传感器,被测非电量只是对传感器中的能量起控制或调制作用,得通过测量电路将它变为电压或电流量,然后进行转换、放大,以推动指示或记录仪 表。配用测量电路通常是电桥电路或谐振电路。

如:电阻式、电容式、电感式、差动变压器式、涡流式、热敏电阻、光电管、光敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻等。

5、按输出信号的性质分:

a、模拟式传感器:将被测非电量转换成连续变化的电压或电流,如要求配合数字显示器或数字计算机,需要配备模/数(A/D)转换装置。

上面提到的传感器基本上属于模拟传感器。

b、数字式传感器:能直接将非电量转换为数字量,可以直接用于数字显示和计算,可直接配合计算机,具有抗干扰能力强,适宜距离传输等优点。

目前这类传感器可分为脉冲、频率和数码输出三类。如光栅传感器等。

6、按照传感器与被测对象的关联方式(是否接触)可分为:

a、接触式:如:电位差计式、应变式、电容式、电感式等;

b、非接触式:接触式的优点是传感器与被测对象视为一体,传感器的标定无须在使用现场进行,缺点是传感器与被测对象接触会对被测对象的状态或特性不可避免地产生或多或少的影响。非接触式则没有这种影响;

7、按传感器构成来分:

a、基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置。

b、组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。

c、应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。

8、按作用形式来分:

按作用形式可分为主动型和被动型传感器。

9、按传感器的特殊性来分:

上面介绍的分类是传感器的基本类型,按特殊性可分以下类型:

按检测功能可分为检测温度、压力、温度、流量计、流速、加速度、磁场、光通量等的传感器;

按传感器工作的物理基础可分为机械式、电气式、光学式、液体式等;

按转换现象的范围可分为化学传感器、电磁学传感器、力学传感器和光学传感器;

按材料可分为金属、陶瓷、有机高分子材料、半导体传感器等;

按应用领域分为工业,民用、科研、医疗,农用,军用等传感器;

按功能用途分为计测用、监视用、检查用,诊断用、控制用,分析用等传感器。

1、插头线数量的区别霍尔传感器外接插头线有三根,其中两根为电源线,一根为信号线;感应式传感器外接插头线有两根都为信号线。

2、划分的区别:霍尔传感器为“有源”传感器,需要有电源外部供电;感应式传感器为“无源”传感器,无需电源外部供电。

3、工作原理的区别:磁电传感器是利用电磁感应原理,将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器,不需要辅助电源,就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号;霍尔传感器是利用霍尔效应原理,洛仑兹力的作用下,偏置电流I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移,使该片在CD方向上产生电位差,产生霍尔电压,需要辅助电源才能正常工作。

设计原则磁电感应式传感器有两个基本元件组成:一个是产生恒定直流磁场的磁路系统,为了减小传 感器体积,一般采用永久磁铁;另一个是线圈,由它与磁场中的磁通交链产生感应电动势。感应 电动势与磁通变化率或者线圈与磁场相对运动速度成正比,因此必须使它们之间有一个相对运 动。作为运动部件,可以是线圈,也可以是永久磁铁。

所以,必须合理地选择它们的结构形式、 材料和结构尺寸.以满足传感器的基本性能要求。对于惯性式传感器,具体计算时,一般是先根据使用场合、使用对象确定结构形式和体积大 小(即轮廓尺寸),然后根据结构大小初步确定磁路系统,计算磁路以便决定磁感应强度B。这样,由技术指标给定的灵敏度S值以及确定的B值,由S = e/v= BιN即可求得线圈的匝数N。

因为 在确定磁路系统时,气隙的尺寸已经确定了,线圈的尺寸也已确定,亦即 ι已经确定。

有无数种将有源电路改为无源电路的方法。有源电路通常包含有源元器件(如晶体管,运放等),需要一个外部的电源来工作。而无源电路不需要外部电源,其主要由电容,电感,电阻等被动元器件构成。将有源电路改为无源电路,是因为在某些场合下需要不使用外部电源的电路,或外部电源无法满足需求等原因。最常见的将有源电路改为无源电路的方法就是使用 passive mixe,其原理是将有源电路通过运放放大后通过共模抵消电路再输出,达到无源化的效果。另外,传感器中常用的电流源也可以通过变成恒阻电压源而被无源化,此外还有很多其他的方法,需要根据具体的情况而定。

磁电式传感器的工作原理是基于电磁感应定律,它的输出电动势信号和切割磁力线的速度成正比,常做成测量速度的传感器,所以也称速度传感器。只要在测量电路中加上微分电路或积分电路即可得到加速度或位移信号。

有源是说线圈靠高频电流产生磁场。从而当有金属物体靠近时会形成电涡流,随间隙的变化而变化。二次仪表将这一变化量计算并发出标准信号给控制系统。

传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源。

无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能,传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。

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