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標題: 五種常用的傳感器原理和應用 [打印本頁]
作者: twq19810302    時間: 2023-5-29 11:19
標題: 五種常用的傳感器原理和應用
五種常用的傳感器類型9 k5 I% `1 [6 Q+ F+ F
; X" p# E; ^" B1 f( w1 T
9 S4 R" N8 ]. ]3 ]3 k* w3 y) D% u
一些常用的傳感器及其原理和應用說明如下：
" a$ @2 _/ |" P- ~4 G, z, W% g+ j7 ~4 Z/ i
（一）溫度傳感器1 m1 d! s) S  v6 o5 E. @" I, I
. N1 n& O  j4 g  c! ^! c4 H
　　該設備從源頭收集有關溫度的信息，并轉換成其他設備或人可以理解的形式。溫度傳感器的最佳例證是玻璃水銀溫度計，會隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測量的來源，觀察者觀察汞的位置以測量溫度。溫度傳感器有兩種基本類型：
$ p) `* K( c; _( W9 F3 S: A6 \  C
% h. D$ d/ s5 M% h! j! j7 f8 Q" L9 w9 \·接觸式傳感器" e' X- Y, c; S6 c9 j
% d9 s6 @$ W& p3 I; X8 d
這種類型的傳感器需要與被感測對象或介質直接物理接觸。它們可以在在很大的溫度范圍內監控固體、液體和氣體的溫度。
' F# K! N" r& ~7 u- [  l0 |# a) m$ \. U3 R9 c& Y6 ~+ R
·非接觸式傳感器
' r7 g. b" G! a& K9 y! E0 l! U, h; z
這種類型的傳感器不需要與被檢測的物體或介質發生任何物理接觸。它們監控非反射性固體和液體，但由于天然透明性，因此對氣體無用。這些傳感器使用普朗克定律測量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測量溫度。8 h$ j1 y( e$ \4 H* u
; ]& r" w; S* X4 @3 q3 `5 X2 P
　　不同類型溫度傳感器的工作原理及實例7 t* e) B: e& W& O2 \& m2 C
' D* Y6 v& |- j0 b, N
　　（i）熱電偶——它們由兩根電線（每根均為不同的均勻合金或金屬）組成，通過在一端的連接形成測量接頭，該測量接頭對被測元件開放。電線的另一端端接到測量設備，在此形成參考結。由于兩個結點的溫度不同，電流流過電路，測量得到的毫伏來確定結點的溫度。熱電偶示意圖如下。1 ~  e- s" B6 [( h: x

# a! m& D: o2 F6 W) R　　（ii）電阻溫度檢測器（RTD）——這是一種熱電阻，其制造目的是隨著溫度的變化改變電阻，它們比任何其他溫度檢測設備都貴。電阻式溫度探測器示意圖如下。2 |0 F9 b+ D4 U6 }

, u! T6 H: R( {3 ]5 k　　（iii）熱敏電阻——它們是另一種電阻，電阻的大變化與溫度的小變化成正比。
8 w; D, X9 B" t0 _7 f* j. y0 Q8 d' F6 O7 a) K$ }  @
（二）紅外傳感器
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: o9 b- {% |. _5 w- H5 ~/ S/ }　　該設備發射或檢測紅外輻射以感知環境中的特定相位。一般來說，熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發出的，紅外傳感器檢測到這種人眼看不見的輻射。; M8 L: Q, e2 G0 h; b0 \8 R
# y. z8 r6 X, v. Z/ m
優勢
8 N2 |% s6 }& S4 I! Y0 O4 e4 l
5 i7 F5 r# d" X! g+ V易于連接，市場上現貨供應
5 L/ o; Y8 x9 B- |! b: c7 B' `3 @3 |: x. I8 K" O+ M0 d8 E4 K
缺點: \! @6 r$ O1 M$ l! N# g( |
5 J+ @, a% \/ V
受到周圍噪音干擾，如輻射、環境光等。) _- w! H9 k7 G0 `3 E: u

: Q0 ?5 i3 t3 }9 p1 l% W工作原理, r( o6 N$ n& n- W8 J; }1 U

  C+ m) s! x% I, x8 ]　　其基本思想是利用紅外發光二極管向物體發射紅外光。同一類型的另一個紅外二極管將用于探測物體反射波。紅外Led傳感器工作原理簡圖如下所示。
5 t5 v9 O- ?6 U/ g* U6 W0 q. r$ h9 J* t) t
　　當紅外接收器受到紅外光照射時，導線上會產生電壓差。由于產生的電壓很小，很難被檢測到，因此使用運算放大器（運放）來準確地檢測低電壓。
( Z; p; `4 d( z0 t& l# w, n
3 ]8 o& q) x  N/ ^　　測量物體與接收傳感器的距離：紅外傳感器組件的電特性可用于測量物體的距離，當紅外接收器受到光照時，導線上會產生電位差。6 @$ H. Y/ H8 {2 S

( `- U  N6 n% G' m% [& G% L應用8 B2 l/ e% u# V" z; i0 N- d

* l! O6 E+ Q( Z, g1 z0 g
* ^- C- d  o' q& G1 o9 w熱成像
' O, u6 p! s0 j根據黑體輻射定律，可以使用熱成像來觀察有或沒有可見光的環境。
8 Z/ t7 Z8 v9 z$ i, K) ~7 }·加熱4 r8 e2 a/ k3 L1 V
紅外線可用于烹飪和加熱食物，它們能把飛機機翼上的冰帶走。它們廣泛應用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工業領域。
8 Z" K: S& e; [1 `- S8 i9 M$ D" \·光譜學5 e3 @$ R. X4 h) w, C4 `, C8 M
這項技術通過分析組成鍵來識別分子，這項技術利用光輻射來研究有機化合物。
' X0 E9 J# }' f9 \7 O$ f·氣象
% \/ U/ S+ J. S7 P1 ], I# l+ q當氣象衛星配備有掃描輻射計時，可以計算云層高度、陸地和地表溫度。& c# v8 R6 y% k- t5 N8 y4 a3 V
·光生物調節8 U& K4 N$ w1 j2 {) n8 ?
用于癌癥患者的化療，這是用來治療抗皰疹病毒。
. ^' i" k) R" F·氣候學6 [  p+ a* p5 F4 G  M( v
監測大氣和地球之間的能量交換。
, C" M3 c5 w. c, o! M* o4 S3 a·通信
. {3 L' S! f4 G" ^紅外線激光為光纖通信提供光。這些輻射也用于手機和計算機外圍設備之間的短程通信。* f4 f$ l  [' U% P* h) Z& W; Y
" b/ M( G1 e5 V; p  `  o* v% |

- u- U; g* ]# Y8 P（三）紫外線傳感器8 I1 n0 R4 F$ N, E0 j9 W$ Q

6 ~! K9 r3 N. d8 ]7 v　　這些傳感器測量入射紫外線的強度或功率。這種電磁輻射的波長比x射線長，但仍比可見光短。一種被稱為聚晶金剛石的活性材料正被用于可靠的紫外傳感，紫外線傳感器可以發現環境暴露在紫外線輻射下的情況。5 M6 e; p4 Z; N) k

/ l& I8 C& u  X2 t' B# @6 b選擇紫外線傳感器的標準6 u8 V1 ~2 J( T& e7 w+ p

, G% @" e1 d- f. H% {·紫外傳感器可以檢測到的波長范圍（納米）2 `- x0 P/ Y  p& B; _6 n/ s3 W+ o
& o6 d7 d0 L, T
·工作溫度& D' B+ G% w+ E. t8 C) R  K+ k

& G7 m! `- O* ^3 ?& q( P% d* L·準確度
9 @& v. t$ B9 L8 N6 y  h$ ~$ i; [7 X/ u! p, O6 |" y1 \& ?
·重量
- L9 E' Y3 l; t9 I7 a% K+ J% y; u# ]
·功率范圍
8 e* Q. H# E( E: C! |% ?/ I
4 V8 v! B& v  I! c( e4 ?工作原理
# @& a( \  Z) o+ u- ?6 P1 p' [* Q9 ^9 M, ]  E( [; K
　　紫外線傳感器接收一種類型的能量信號，并傳輸不同類型的能量信號。
! Q2 R3 V5 v, E  [% b6 v, D! x! }# g- ^$ t5 M
　　為了觀察和記錄這些輸出信號，它們被導向電表。為了生成圖形和報告，輸出信號被傳輸到模數轉換器（ADC），然后再通過軟件傳輸到計算機。
$ ~8 j2 S; P& {: r1 ]- a0 W; f; Z5 v. \' i8 b& s
示例包括：/ Y$ H* q2 U4 P( H8 H' ]% }
; N1 R! u, ~1 h  L$ e8 n
·紫外線光電管是一種輻射敏感的傳感器，用于監測紫外線空氣處理、紫外線水處理和太陽輻射。
) P6 S4 c/ d  j, Y
. ?6 O: I1 W2 h* n" t! ?·光傳感器測量入射光的強度。
4 _5 j! {: y. J" y0 H9 t9 X3 }5 R9 L  H+ G! e2 t& {
·紫外光譜傳感器是用于科學攝影的電荷耦合器件（CCD）。
. |6 Q. j3 n5 q  Q9 @& v# q5 j  E  @% k1 B# v4 t3 {7 i* q0 s
·紫外線探測器。. S6 E% u, t7 T2 r# B6 _

9 s6 R; P2 ]' W2 ]# p; z# {. a·殺菌紫外線探測器。
. e9 F* Y; w) S7 E/ e) ?1 s2 l! Z% u! |/ V: y$ A1 T8 y7 e4 O% r
·光穩定性傳感器。
# f/ H4 \' S1 r1 U# F
* N8 R: S4 I" D0 |8 k( w: o- g& V應用
' B' I. F1 M" H) T6 c; F4 |& ?' i3 W% w& r# ^& S7 e
·測量紫外線光譜中曬傷皮膚的部分4 P9 s3 ?3 Z% w) h3 w" Y! H( l
# ^1 ]% D- U. l( y- w+ l7 b
·藥房' a- X% y& O, H
. ?+ B) f9 i6 X: U% f
·汽車4 o2 X$ j8 ?2 _6 i: d3 j: T

3 ^5 F0 P9 Y0 `: X. l4 B7 \·機器人學
; p7 C( g. p; q4 l9 m. E
" f7 L2 t  Q5 l5 g6 |·溶劑處理和染色工藝的印染工業, l3 K! a+ H1 o# I
& N4 V- B7 \9 t# t$ A
·化學品生產、儲存和運輸用化學工業
; L: W  T5 H  [! I: A3 X" f/ X5 j4 y5 @/ q3 Z6 S) D
（四）觸摸傳感器
+ u* @' r( r2 G  D
+ H& v% U3 P- |! H# }% d/ e　　觸摸傳感器根據觸摸位置充當可變電阻器。觸摸傳感器作為可變電阻工作的圖。
" p+ e3 o& T- f( K7 z, O" \& L
　　觸摸傳感器由以下部件組成：
; C! J# w1 \9 p% O
3 T$ B  r  G+ E( u* k: G4 C3 }·全導電物質，如銅
) _% ~' p8 x. J/ \# Q
: A+ |) u# A' b* w6 Q# d·絕緣間隔材料，如泡沫或塑料! X* _$ z, b7 E; h! A

. U8 i# g3 b- {0 c, y* n+ k. B·部分導電材料
! X* {6 s9 L+ N: l& G, \3 c7 O8 N. ^2 `( u% P
原理與工作) t4 M! q: G/ [# h$ L, y

9 t9 }/ e2 E# _* t2 W- O' |　　部分導電材料反對電流的流動。線性位置傳感器的主要原理是，當電流必須通過的材料長度越長時，電流流就越相反。因此，材料的電阻通過改變其與完全導電材料接觸的位置而變化。
2 z$ x8 A/ J# V% K
1 }( m1 K8 @. {　　通常，軟件與觸摸傳感器相連。在這種情況下，內存是由軟件提供的。當傳感器被關閉時，他們可以記憶“最后一次接觸的位置”。一旦傳感器被激活，他們就能記住“第一次接觸位置”，并理解與之相關的所有值。這個動作類似于移動鼠標并將其定位在鼠標墊的另一端，以便將光標移動到屏幕的遠端。* z; X- @; f% M# f

% H  v! s9 f) Q$ E2 X  K  a6 s8 E應用  i* N$ V: E0 w+ n4 k& Z: T8 j

, h' c3 k: c" w- g% h" ?+ r, f　　觸摸傳感器具有成本效益高、經久耐用的特點，被廣泛應用于" Z; D. P# c  M
- L! i! ]& b  r' A
·商業——醫療、銷售、健身和游戲
# f: m& Z$ M. _$ |" B) ~; R* Q0 u$ D5 A3 l8 v0 A0 r: Z
·電器-烤箱、洗衣機/烘干機、洗碗機、冰箱
# O, k4 _/ W& y/ c; X0 N7 Q; b6 h  A
·運輸-駕駛艙制造和車輛制造商之間的簡化控制
# ~! i! r0 f$ v* O' m9 }3 T: E+ w. O0 V( c
·液位傳感器4 N( @0 B' Y9 u5 ^& I4 F
* f+ X8 @7 n% a' U' n6 u
·工業自動化-位置和液位傳感，自動化應用中的人工觸摸控制) V. m1 T/ Q* z6 t3 g; f

8 V7 R2 P. `. i( m+ M6 t* \·消費電子產品-在各種消費產品中提供新的感覺和控制水平
- R8 D0 u9 x$ X5 B& M# i) x
9 g! \- `! J+ U（五）接近傳感器& g$ z+ g0 q7 Y, S+ P

, y; M4 K  i( C, f* Z　　接近傳感器檢測幾乎沒有任何接觸點的物體的存在。由于傳感器與被測物體之間沒有接觸，且缺少機械零件，因此這些傳感器的使用壽命長，可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器、霍爾效應傳感器等。
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: F6 g6 O( w! @1 D- |# k. P工作原理
- A! c7 l. b( i2 v! W9 }1 J# T' s. C; T$ h/ H
　　接近傳感器發射電磁或靜電場或電磁輻射束（如紅外線），并等待返回信號或場中的變化，被感測的物體稱為接近傳感器的目標。
2 ]; O4 T' y' |( [% K# g
, }0 x, C' s) |　　感應式接近傳感器-它們有一個振蕩器作為輸入，通過接近導電介質來改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標。
2 \8 Z3 L. ?1 M: k# c# y
: R( G8 d# S5 v7 T$ }　　電容式接近傳感器-它們轉換檢測電極和接地電極兩側的靜電電容變化。這是通過以振蕩頻率的變化接近附近的物體而發生的。為了檢測附近的目標，將振蕩頻率轉換為直流電壓，并與預定閾值進行比較。這些傳感器是塑料目標的首選。
7 O; Y6 f6 d6 E
! q. e/ T" m8 Y. h應用
2 T% e6 e, i' D& x
" {/ D$ s+ m( R·在自動化工程中用于定義過程工程設備、生產系統和自動化設備的運行狀態
: O2 g# P% M# b# E6 f, M2 V# y1 ]8 r. {
·在窗口中使用，當窗口打開時會激活警報
$ H/ m2 S6 h* h: ~, X! b1 X6 D
·用于機械振動監測計算軸與支承軸承的距離差2 Z) h9 I5 q- ^
作者: 一簾幽夢kim    時間: 2023-6-9 08:41
學習學習
作者: 魚不在水里    時間: 2023-7-24 15:57

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作者: 春曉19901009    時間: 2023-9-5 14:47
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