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压力传感器工作原理 传感器是如何工作的

时间:2020-08-12    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

压力传感器工作原理

压力传感器有好多种,主要有: 
1)利用晶体的压电效应的效应的压力传感器 
2)利压力传感器是工业实践中较为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。

压力传感器之压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,所以已经得到了广泛的应用。 



在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。 


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,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 


压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。 


压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中,比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的,因为测量动态压力是如此普遍,所以压电传感器的应用就非常广。 

除了压电传感器之外,还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器,利用应变效应的应变式传感器等,这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料,在不同的场合能够发挥它们独特的用途。 
用压力引起极板位移的电容式压力传感器.

    压力传感器生产完成的时候都需要对其技术性能进行全面检定,以保证测量值的准确传递。或者在压力传感器经过一段时间的使用、或者存储、使用或修理后,也需要再次进行技术性能的鉴定,以确保压力传感器在正常使用的时候是一个性能指标合格的产品。

    压力传感器的标定指的是:在输入和输出的对应关系的前提下,利用某种标准器具对压力传感器进行检定。经过使用、存储、修理后的压力传感器进行的性能复检称之为校准。标定与校准在本质上是一样的。

    标定的基本过程就是将一直的测量值输入给需要标定的压力传感器,同时得到压力传感器的输出量,然后将所获得的压力传感器输入量和输出量进行处理和比较,从而得到两者对应关系的曲线,进而得到压力传感器性能标定的实测结果。

    压力传感器的标定系统通常由标推发生器、标定测试系统,以及待标定压力传感器所配接的信号调节器和显示器、记录器等组成。对压力传感器进行标定,是根据试验数据确定传感器的各项性能指标,zui关键是确定压力传感器的测量精度。所以在标定压力传感器时,所用测量设备的精度必须要比待标定的传感器的精度高一个数量级,这样才能确定压力传感器的指标才是可靠的。

全是干货:光电传感器工作原理和分类

    光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

 

    由光通量对光电元件的作用原理

 

    不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.

    光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。

 

 

    发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。

    此外,光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。    三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回,具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,还是从这根反射线返回。

    分类和工作方式

    ⑴槽型光电传感器    把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光,在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时,光被遮挡,光电开关便动作。输出一个开关控制信号,切断或接通负载电流,从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。

    ⑵对射型光电传感器    若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器就动作输出一个开关控制信号。

    ⑶反光板型光电开关    把发光器和收光器装入同一个装置内,在它的前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下,发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号。

    ⑷扩散反射型光电开关    它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光,并把光部分反射回来,收光器就收到光信号,输出一个开关信号。

 

标签: 光电传感器
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