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三分钟带你了解五种常用的传感器的原理

发布时间:2021-06-16 点击量:167

当今社会,传感器的应用早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。今天带大家来了解五种生活中常用的传感器!

一、五种常用的传感器类型

(一)、温度传感器

该设备从源头收集有关温度的信息,并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计,会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源,观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型:

 接触式传感器——这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。它们可以在在很大的温度范围内监控固体、液体和气体的温度。

 非接触式传感器——这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体,但由于天然透明性,因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。

不同类型温度传感器的工作原理及实例

1)热电偶——它们由两根电线(每根均为不同的均匀合金或金属)组成,通过在一端的连接形成测量接头,该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备,在此形成参考结。由于两个结点的温度不同,电流流过电路,测量得到的毫伏来确定结点的温度。热电偶示意图如下。

2)电阻温度检测器(RTD)——这是一种热电阻,其制造目的是随着温度的变化改变电阻,它们比任何其他温度检测设备都贵。电阻式温度探测器示意图如下。

3)热敏电阻——它们是另一种电阻,电阻的大变化与温度的小变化成正比。

(二)、红外传感器

该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说,热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的,红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。

工作原理

其基本原理是利用红外发光二极管向物体发射红外光。同一类型的另一个红外二极管将用于探测物体反射波。

当红外接收器受到红外光照射时,导线上会产生电压差。由于产生的电压很小,很难被检测到,因此使用运算放大器(运放)来准确地检测低电压。

测量物体与接收传感器的距离:红外传感器组件的电特性可用于测量物体的距离,当红外接收器受到光照时,导线上会产生电位差。

(三)、紫外线传感器

这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长,但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感,紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。

工作原理

紫外线传感器接收一种类型的能量信号,并传输不同类型的能量信号。

为了观察和记录这些输出信号,它们被导向电表。为了生成图形和报告,输出信号被传输到模数转换器(ADC),然后再通过软件传输到计算机。

(四)、触摸传感器

触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器作为可变电阻工作的图。

原理与工作

部分导电材料反对电流的流动。线性位置传感器的主要原理是,当电流必须通过的材料长度越长时,电流流就越相反。因此,材料的电阻通过改变其与完全导电材料接触的位置而变化。

通常,软件与触摸传感器相连。在这种情况下,内存是由软件提供的。当传感器被关闭时,他们可以记忆“最后一次接触的位置”。一旦传感器被激活,他们就能记住“第一次接触位置”,并理解与之相关的所有值。这个动作类似于移动鼠标并将其定位在鼠标垫的另一端,以便将光标移动到屏幕的远端。

(五)、接近传感器

接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触,且缺少机械零件,因此这些传感器的使用寿命长,可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。

工作原理

接近传感器发射电磁或静电场或电磁辐射束(如红外线),并等待返回信号或场中的变化,被感测的物体称为接近传感器的目标。

 感应式接近传感器——它们有一个振荡器作为输入,通过接近导电介质来改变损耗电阻。这些传感器是第一选择的金属目标。

 电容式接近传感器——它们转换检测电极和接地电极两侧的静电电容变化。这是通过以振荡频率的变化接近附近的物体而发生的。为了检测附近的目标,将振荡频率转换为直流电压,并与预定阈值进行比较。这些传感器是塑料目标的第一选择。