常见传感器有哪些,是如何工作的?

发布时间:2024-8-30 12:03:23|来源: 富士电机/Fujielectric

什么叫传感器

微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
温度传感器

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
接触式

接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。

一般测量精度较高。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件,可用于测量1.6——300K范围内的温度。

非接触式

它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。

非接触测温优点

测量上限不受感温元件耐温程度的限制,因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温,主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展,辐射测温 逐渐由可见光向红外线扩展,700℃以下直至常温都已采用,且分辨率很高。

工作原理

电阻传感

金属随着温度变化,其电阻值也发生变化。

对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。

电阻共有两种变化类型

正温度系数

温度升高 = 阻值增加

温度降低 = 阻值减少

负温度系数

温度升高 = 阻值减少

温度降低 = 阻值增加

热电偶传感

热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5——40微伏/℃之间。

挑选方法

热电偶

热电偶是温度测量中最常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境,而且结实、价低,无需供电,也是最便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。

热敏电阻

热敏电阻是用半导体材料, 大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

加速度传感器

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

分类

压电式

压电式加速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。压电式加速度传感器的原理是利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应,在加速度计受振时,质量块加在压电元件上的力也随之变化。当被测振动频率远低于加速度计的固有频率时,则力的变化与被测加速度成正比。

压阻式

基于世界领先的MEMS硅微加工技术,压阻式加速度传感器具有体积小、低功耗等特点,易于集成在各种模拟和数字电路中,广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。

电容式

电容式加速度传感器是基于电容原理的极距变化型的电容传感器。电容式加速度传感器/电容式加速度计是对比较通用的加速度传感器。在某些领域无可替代,如安全气囊,手机移动设备等。电容式加速度传感器/电容式加速度计采用了微机电系统(MEMS)工艺,在大量生产时变得经济,从而保证了较低的成本。

伺服式

伺服式加速度传感器是一种闭环测试系统,具有动态性 能好、动态范围大和线性度好等特点。其工作原理,传感器的振动系统由 "m-k”系统组成,与一般加速度计相同,但质量m上还接着一个电磁线圈,当基座上有 加速度输入时,质量块偏离平衡位置,该位移大小由位移传感器检测出来,经伺服放大器 放大后转换为电流输出,该电流流过电磁线圈,在永久磁铁的磁场中产生电磁恢复力,力图使质量块保持在仪表壳体中原来的平衡位置上,所以伺服加速度传感器在闭环状态下工作。

光纤传感器

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,成为被调制的信号源,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。
原理

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,称为被调制的信号光,再利用被测量对光的传输特性施加的影响,完成测量。
光纤传感器工作原理

(1)功能型——利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成

(2)传光型——光纤仅仅起传输光的作用,它在光纤端面或中间加装其它敏感元件感受被测量的变化。

特点

灵敏度较高;

几何形状具有多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器;

可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件;

可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境;

而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。

更多相关内容
解决好抗干扰问题,是变频器应用过程中的关键! 解决好抗干扰问题,是变频器应用过程中的关键!

变频器是将工频电源转换为变频电源的一种装置,介于工频电源与用电设备之间。变频器是比较典型的电力电子装置,其硬件核心是电力电子元器件和微处理器芯片。电力电子元器件、输入输出铜排与前端 ...

富士电机与一带一路 富士电机与一带一路

一年一度的上海旅游节又如约到来。今年的旅游节主题是“相约一带一路”,旨在加强与丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路沿线各国、各地区旅游交流合作。在此主题之下,我们发现今年在全部的23个 ...

富士电机追加400亿日元扩产功率半导体,未来或再加500 亿 富士电机追加400亿日元扩产功率半导体,未来或再加500 亿

日本富士电机(Fuji Electric)计划追加400亿日元(3.65亿美元)投资,扩产功率半导体。据悉,该公司生产的功率半导体主要用于空调、电动汽车等产品的电力系统。 据日经亚洲评论报道,富士电机 ...

富士电机推出工厂用高速控制系统以提高产能 富士电机推出工厂用高速控制系统以提高产能

富士电机株式会社(总部位于日本东京;总裁:北泽通宏 (Michihiro Kitazawa))宣布推出采用该公司新开发的控制器的工厂用高速控制系统。 1.概要 由于产品种类和生产量不断增加,制造工厂需 ...

中国仪器仪表行业“量大面广” 科技创新是趋势 中国仪器仪表行业“量大面广” 科技创新是趋势

11月26日仪器仪表行业是制造业和信息化高度结合的行业,也是高新技术行业发展最典型的行业之一。”11月26日,2020年仪器仪表产业发展峰会在浙江省绍兴市上虞区召开,国家信息中心首席经济学家祝 ...

富士电机变频器使用方法 富士电机变频器使用方法

富士电机变频器在使用过程中有很多注意事项。以下是一些需要学习的方法。   环境温度对变频器的使用寿命影响很大。每升10℃,变频器的使用寿命就会减半,所以必须解决周围环境温度和变频器散 ...

富士变频器——变频器节能技术在煤矿的应用 富士变频器——变频器节能技术在煤矿的应用

众所周知,煤炭企业是耗电大户,其电耗成本占其生产成本相当大的比例。在煤矿企业中,由于生产设备一般满足服务年限长的特点,选型较大造成大马拉小车的现象,电能浪费严重,设备运行效率往往都 ...

你真的选对断路器了吗? 你真的选对断路器了吗?

如何选择断路器? 其实不知道断路器选择步骤的人还不在少数,富士电机的建议是,按照下述7个步骤,就可以大致选择好断路器的型号。 负载为马达时,为什么必须用断路器+电磁开关进行保护? 那 ...

富士电机将于2024年将新一代功率半导体产能将增至10倍 富士电机将于2024年将新一代功率半导体产能将增至10倍

7月26日消息,富士电机将于2024年度把新一代功率半导体的产能提高到2020年度的约10倍。 近日,有消息称,为了应对纯电动汽车(EV)等领域对碳化硅功率半导体不断增长的需求,富士电机计划将于2 ...

CO2减排探讨,向无碳社会迈进 CO2减排探讨,向无碳社会迈进

上海连日发布红色高温预警,40.9℃的气温追平了1873年以来的最高记录。而北半球多地持续高温热浪事件的发生,其根本原因被认为是全球变暖趋势。 全球变暖正在以前所未有的速度发生着,几条来自 ...

便携式超声波流量计与电磁流量计的区别与特点应用 便携式超声波流量计与电磁流量计的区别与特点应用

流量仪表是水务、石化等行业的重要仪器之一,可以用计量的眼睛来比喻。对于水务水利行业,更是具有特殊的意义。比如供水行业中的药剂的添加,如果相关的计量仪表精度不高,将直接影响到水质的优 ...

变频节能技术在电气设备中的应用(富士电机) 变频节能技术在电气设备中的应用(富士电机)

随着我国工业生产的快速发展,电气设备应用范围越发广泛,为提高电气设备整体性能,采用变频节能技术具有很好的效果。变频技术在提高电气设备运行效率的同时,还能够减少设备运行损耗。下面文章 ...

变频器与传动常见使用问题解答,总有你不知道的 变频器与传动常见使用问题解答,总有你不知道的

1.为什么漏电断路器在使用变频器时易跳闸呢? 这是因为变频器的输出波形含有高次谐波,而电机及变频器与电机间的电缆会产生泄漏电流,该泄漏电流比工频驱动电机时大了许多,所以产生该现象。 ...

半导体市场高景气 富士电机产业格局快速提升 半导体市场高景气 富士电机产业格局快速提升

半导体产业协会(SIA)近日公布,2017年6月份全球半导体销售额达到326亿美元,和前月相比,上扬2.0%;和去年同期相比飙升23.7%。今年第二季半导体销售额为979亿美元,季增5.8%,年增23.7%;今年 ...

变频器出现噪声和震动的解决方法-富士电机 变频器出现噪声和震动的解决方法-富士电机

一种电能控制装置在很多行业中都有应用,可以起到很好的节能省电的作用。变频器在使用的过程当中是会出现噪声和震动的问题的,那么这些问题是因为什么引起的呢?以及处理的方法是什么呢?下面小 ...

富士电机发电成套设备事业的现状与展望 富士电机发电成套设备事业的现状与展望

富士电机提出“致力于丰富多彩的社会、挑战创造的极限、与自然环境协调发展”等经营理念,经营方针的支柱之一就是通过能源和环境事业为实现社会的可持续发展做出贡献。 本文将以能源领域为中心 ...

典型案例 | 液氯罐液位监测中内衬型磁翻板液位计渗漏问题及处理 典型案例 | 液氯罐液位监测中内衬型磁翻板液位计渗漏问题及处理

一、磁翻板液位计在液氯罐液位检测中的应用与发展 液氯为高危剧毒物品,具有强腐蚀性,一旦引起泄漏,会对环境及人体造成极大伤害,因此,保证液氯罐的安全运行便显得尤为重要。而准确可靠地控 ...

变频器的5种控制方式—富士电机 变频器的5种控制方式—富士电机

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行 ...

柴油流量计定量控制用哪种流量计来解决 柴油流量计定量控制用哪种流量计来解决

柴油流量计定量控制仪可以用哪种流量计来测量,到底怎么计量呢? 答:柴油流量定量计量,可以使用流量定量控制柜系统来执行,而柴油流量测量,可以使用超声波流量计测量,超声波流量计,测量精 ...

富士变频器——变频器与软启动器的区别 富士变频器——变频器与软启动器的区别

变频器和软启动器其实是俩种完全不同用途的产品。变频器主要用在电机调速的地方,变频器拥有软启动器以及其他启动器的性能的同时,在启动特性上较其他的启动器装置也有很大的优势。在目前的启动 ...

栏目导航
客服中心

在线咨询:QQ


联系方式联系方式

联 系 人:黄经理

联系QQ:3271883383

联系电话:13522565663


扫码添加微信(手机端请先保存图片)

工作时间工作时间

工作日:9:00-17:00

节假日:仅处理紧急事件

Contact us

联系我们

联系电话 QQ咨询
QQ咨询

3271883383

公司地址
返回顶部