原出版者:坤
压力传感器是一种将非电量转化为电信号的装置。在模拟电子技术条件下,检测仪表一般包括传感器、检测点的采样设备和放大器(用于抗干扰处理和信号传输),当然还有电源和现场显示部分(可选)。电信号一般是连续和离散的,实际上可以分为模拟量、开关量和脉冲量。模拟信号传输采用统一信号(4-20mADC等。).
在数字化的过程中,测量仪器发生了很大的变化。经过几个阶段,最近采用了ASIC专用集成电路,将传感器、微处理器和网络接口封装在一个器件中,完成信息的采集、处理、传输和存储功能。在自动化仪表中,检测仪表通常称为变送器,如温度变送器和压力变送器。压力传感器1的工作原理。应变式压力传感器原理机械传感器有很多种,如电阻应变式压力传感器、半导体应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器、电容式加速度传感器等。当对阻力传感器减压时, 我们首先知道电阻应变计。电阻应变片是一种将被测零件上的应变变化转换成电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要部件之一。金属电阻应变计和半导体应变计被广泛使用。金属电阻应变片有两种:金属丝应变片和金属箔应变片。通常,应变仪通过一种特殊的粘合剂与产生机械应变的基板紧密结合。当衬底的应力改变时,应变仪的电阻改变,从而施加到电阻器的电压改变。这个应变,传感器的定义。
国家标准gb7665-87将传感器定义为“能够感知规定的被测信号,并按照一定的规则将其转换为可用信号的装置或设备,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,可以感测测量的信息并检测感测到的信息。压力传感器按照一定的规律有什么特征?一、传感器的定义
国家标准GB7665-87将传感器定义为“能够感知规定的被测信号,并按照一定的规则将其转换为可用信号的装置或设备,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种能够感知被测信息的检测装置,能够将感知到的信息按照一定的规则转换成电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。这是实现自动检测和自动控制的第一步。
二、传感器的分类
目前传感器没有统一的分类方法,但常用的方法有三种:
1.根据传感器的物理量,可以分为位移传感器、力传感器、速度传感器、温度传感器、流量传感器和气体传感器。
2.根据传感器的工作原理,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
3.根据传感器输出信号的性质,可分为:输出为开关量(“1”和“0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出是模拟传感器;输出为脉冲或代码的数字传感器。
关于传感器的分类:
1.根据被测物理量: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,分为应变传感器、压电传感器、压阻传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电转换传感器等。
3.根据传感器转换能量的方式:
(1)能量转换型:如压电式、热电偶、光电换能器等。
(2)能量控制型:如电阻、电感和霍尔传感器、热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等。
4.根据传感器的工作机理:
(1)结构型:如电感式、电容式传感器;
(2)物理性质:如压电、光电和各种半导体传感器;
5.根据传感器输出信号的形式:
(1)模拟:传感器输出是模拟电压;
(2)数字式:传感器的输出是数字式的,如编码器传感器。
第三,传感器的静态特性
传感器的静态特性是指对于静态输入信号,传感器的输出与输入之间的关系。由于输入和输出与时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可以用一个没有时间变量的代数方程来描述,或者用输入为横坐标,对应的输出为纵坐标绘制的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数是线性度、灵敏度、分辨率和滞后。
第四,传感器的动态特性
所谓动态特性,是指传感器在其输入发生变化时,其输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性往往用它对一些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应很容易通过实验获得,其对标准输入信号的响应与其对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,后者往往可以通过知道前者来推断。常用的标准输入信号有两种:阶跃信号和正弦信号,因此传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
五、传感器的线性度
通常情况下,传感器的实际静态特性输出是曲线而不是直线。在实际工作中,为了使仪器有一个统一的刻度读数,常常用一条拟合直线来近似表示实际的特性曲线,而线性度(非线性误差)就是这种近似的一个性能指标。
选择拟合直线的方法有很多。比如连接零输入和满量程输出点的理论直线作为拟合直线;或者将特性曲线上各点偏差平方和较小的一条理论直线视为拟合直线,称为最小二乘拟合直线。
六、传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态工作条件下输出变化△y与输入变化△x的比值。
它是输出-输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间存在线性关系,则灵敏度S是常数。否则会随着输入的变化而变化。
敏感度的维度是输出和输入的维度之比。比如位移传感器位移变化1mm,输出电压变化200mV时,其灵敏度应表示为200 mv/mm。
当传感器的输出和输入的尺寸相同时,灵敏度可以理解为放大倍数。
提高灵敏度,获得更高的测量精度。但是灵敏度越高,测量范围越窄,稳定性越差。
七、传感器的分辨率
分辨率指的是传感器感受微小测量变化的能力。也就是说,如果输入量从非零值缓慢变化。当输入变化值不超过某个值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器无法分辨这个输入的变化。只有当输入的变化超过分辨率时,其输出才会发生变化。
通常情况下,传感器在满量程范围内所有点的分辨率并不相同,所以常常以能使输出在满量程范围内逐级变化的输入量的变化值作为衡量分辨率的指标。如果将上述指标表示为满量程的百分比,则称为分辨率。
八、电阻传感器
电阻传感器是将测量的位移、变形、力、加速度、湿度、温度等物理量转换成电阻值的器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻传感器件。
九、电阻应变传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械变形,使电阻值随之变化。电阻应变计有两种:金属和半导体。金属应变片分为丝式、箔式和膜式。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝和箔的几十倍)、横向效应小等优点。
十、压阻传感器
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应,在半导体材料衬底上制作扩散电阻的器件。它的衬底可以直接用作测量传感器,扩散电阻以桥的形式连接在衬底中。当基板受到外力变形时,电阻值会发生变化,电桥会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的衬底(或膜片)材料主要是硅片和锗片,硅片比较敏感。
硅压阻材料传感器越来越受到人们的重视,尤其是用于测量压力和速度的固态压阻传感器得到了广泛的应用。
XI。热阻传感器
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化的特性来测量温度以及与温度相关的参数。这种传感器适用于温度检测精度较高的场合。目前广泛使用的铂、铜、镍等热电阻材料具有电阻温度系数大、线性度好、性能稳定、温度范围宽、易于加工等特点。用于测量-200℃ ~+500℃范围内的温度。
十二、传感器的迟滞特性
滞后反映了传感器的输出-输入特性曲线在正向(增加输入)和反向(减少输入)冲程之间不一致的程度,通常表示为两条曲线之间的差值△MAX和满量程输出f s的百分比。
传感器内部组件的能量吸收会导致滞后现象。
压电效应是压电传感器的主要工作原理。压电传感器不能用于静态测量,因为它穿过
外力施加后的电荷只有在回路具有无穷大输入阻抗时才能保留。实际情况并非如此
没错,所以这就决定了压电传感器只能测量动态应力。