传感器适用哪些方面
压力丈量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。压力传感器普遍由弹性敏感元件和位移敏感元件组成。
弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变,然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。有时把这两种元件的功用集于一体,如压阻式传感器中的固态压力传感器。
压力是消费过程和航天、航空、国防工业中的重要过程参数,不只需求对它停止快速动态丈量,而且还要将丈量结果作数字化显现和记载。大型炼油厂、化工厂、发电厂和钢铁厂等的自动化还需求将压力参数远间隔传送,并请求把压力和其他参数,如温度、流量、粘度等一同转换为数字信号送入计算机。
压力传感器是极受注重和开展疾速的一种传感器。压力传感器的开展趋向是进一步进步动态响应速度、精度和牢靠性以及完成数字化和智能化等。常用压力传感器有电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器、霍耳式压力传感器、光纤式压力传感器、谐振式压力传感器等。
电压型压力传感器有:
压敏电阻式传感器、
可变电感式压力传感器、
膜盒式压力传感器、
可变电阻式压力传感器、
压力开关型的压力传感器等。
频率型压力传感器有:
电容式及弹性波式压力传感器。
在汽车中应用最广的是压敏电阻式及电容式压力传感器和开关类型的压力传感器。
一、压敏电阻式压力传感器
压敏电阻式压力传感器的传感元件是由位于膜片表面的压敏电阻与硅钢膜片组成。
膜片的周围有四个电阻互相连接,称为惠斯顿电桥电路,比如我们日常用的家电中的电源电路中整流部分一般用的就是惠思登电桥二极管整流电路。
当压力发生变化时,电桥电路电阻发生改变,电桥两端的5V电压发生变化,通过放大电路放大并转换成信号输出给接收设备。
压敏电阻式压力传感器由于其尺寸小、精度高且生产成本低,所以被广泛的应用在轿车及载货车上,也是目前汽车上进气压力传感器中最先进的一种。
但是,半导体元件的缺点是受温度影响较大,所以一般需要加装晶体管温度补偿电路。
电控系统中的进气压力传感器及轨压传感器大部分属于此种压力传感器。
二、膜盒式压力传感器
这种传感器是由很薄的金属片焊接成气压罐,通过气体的正压力或负压力(即抽真空)使膜盒膨胀或收缩,膜片移动时驱动操纵杆移动,膜片经过微分变换器,使其转换成电阻变化形成电信号输出,工作原理类似于机械高压泵上的冒烟限制器。
三、可变电感式压力传感器
该压力传感器主要是由两个线圈产生互感电压,当交变电压通过一个线圈时,通过互感作用使另一个线圈产生互感电压,耦合越紧则输出电压越大,所以,当铁芯向线圈中间移动时,输出信号增大。
四、开关型压力传感器
开关型压力传感器应用比较广泛,一般分薄膜式压力传感器和弹簧管式压力传感器。
1)薄膜式压力传感器:该型传感器普遍用于汽车中的报警电路中,如储气筒压力传感器、机油压力开关、空滤堵塞传感器等等。
该型传感器主要由膜片、弹簧、触点等组成,当压力低于标定值时,膜片在复位弹簧的作用下向下移动,从而使触点闭合,点亮相应报警灯。
2)弹簧管式压力传感器
在以前的旧车型中主要用于机油压力的报警装置中,如EQ1090型载货汽车及WD615发动机的机油压力传感器。
它由动触点、静触点及管型弹簧构成,当机油压力高于规定值时(一般是0.8±0.05kPa)弹簧管受压力驱动,变形较大,使触点分开,报警灯回路被切断,报警灯熄灭,当压力低于规定值时,弹簧管变形较小,触点处于接通状态,报警灯形成回路,使报警灯点亮。
五、电容式压力传感器
该类型传感器是用氧化铝膜片与底板一起形成电容,当有压力作用在膜片上时,膜片产生压力差,经过集成电路处理后产生与压力成正比的可变频率信号。
其实该型传感器就是一个通过改变间隙使两极板之间的电容值发生变化,使谐振频率发生变化,控制装置根据信息的频率便可计算出当时的绝对压力。
该类型压力传感器在轿车中应用较多。
压力传感器除上述部分外,还有如可变电阻式压力传感器、差动变压器式压力传感器等等,之后再一一介绍!
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传感器应用领域有哪些
传感器应用领域有哪些? 传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。 ① 专用设备 专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场,该领域要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。 ② 工业自动化 工业领域应用的传感器,如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的,以及传统的接近/定位传感器发展迅速。 ③ 通信电子产品 手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外,应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。 ⑤ 汽车工业 现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,种类通常达30余种,多则达百种。
生活中的传感器有哪些种类?
生活中的传感器有以下种类:1,光传感器光传感器利用的是半导体的光导效应或光生伏特效应。光生伏特效应是通过光照射,将半导体PN结处产生的电压或电流作为输出加以检测。如光敏二级管,光敏三级管等。这些效应都是利用了光的量子性质。最常见的应用实例,就是光控灯。2,温度传感器用于检测温度的物理效应当中,除了利用塞贝克效应的热电偶外,通常利用Pt,W等的金属和氧气物半导体以及非氧化物半导体,有机半导体等的电阻随温度变化来作为温度传感器的。此外,还有利用PN结处电流——电压特性随温度的变化,利用居里温度附近磁特性和介电常数变化的传感器,利用介电常数和压电常数的变化,来检测其共振频率变化的温度的感器等。最常见的应用实例,就是空调的控温了。3,压力传感器大多数压力传感器都是利用了某种压阻效应。所谓压阻效应,就是当压力施加于电阻体上时,会使其电阻值发生变化,这种现象称为压阻现象比金属电阻的变化明显得多,其主要是因在受压后其电子或空穴的迁移率发生变化。最常见的应用实例,就是电子称了。4,磁传感器磁传感器常用的效应是霍尔效应与磁阻效应。利用霍尔效应的元件是霍尔元件,它是在一半导体薄片两端之间通以电流,如果在薄片垂直方向外加一磁场,则载流子在罗伦兹力的作用下,将沿着与磁场方向垂直的方向移动,若在该方向上设置电极,则可检测出电压来 (霍尔电压)。最常见的应用实例,就是电动车的调速方法了。5,气体传感器气体传感器实际就是半导体气体传感器。主要是气体的吸附效应。如半导体 SnO2烧结制成的气敏传感器,其为多晶体,当表面吸附气体分子时,就会在气体分子与烧结体之间发生电子交换。控制载流子运动的晶粒界面处的势垒会发生变化。若在烧结体上设置两个电极,其间电阻将随气体分子吸附情况而增减。一般在还原性气体中电阻值会减少,在氧化性气体中电阻值会增加。最常见的应用实例,就是各种烟雾报警器了。扩展资料:传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。生物传感器的分类按照其感受器中所采用的生命物质分类,可分为:微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器、DNA传感器等等。按照传感器器件检测的原理分类,可分为:热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。按照生物敏感物质相互作用的类型分类,可分为亲和型和代谢型两种。应用领域:视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器,或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。以下只是一些应用范例:在汽车组装厂,检验由机器人涂抹到车门边框的胶珠是否连续,是否有正确的宽度;在瓶装厂,校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确,以及在封盖之前没有异物掉入瓶中;在包装生产线,确保在正确的位置粘贴正确的包装标签;在药品包装生产线,检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片;在金属冲压公司,以每分钟逾150片的速度检验冲压部件,比人工检验快13倍以上。参考资料:百度百科-传感器
传感器有哪些应用?
机器人的“感觉”来自“传感器”。机器人的自适应功能正是依赖着各式各样的传感器输入所需的信息来实现的。肯定的说,没有传感器就没有电子自动化,就没有机器人。传感器是一种能将某种物理参数如温度、湿度、光等非电量的变化,转换成为另一种物理量参数,如电流、电压等检测装置。传感器广泛应用于科学技术,上至宇宙航天,下至深海探测,无所不用。目前应用的传感器种类极多,根据工作性质、输出效应的性质,通常传感器可分为两类,第一类叫做参量式传感器,又叫调制式传感器。这类传感器把各种被测物理量转换成电路的电阻、电感、电容的变化。第二类叫做发生器式传感器。这类传感器本身是一种电能发生器,可以直接将被测非电量转换为电动势。如压电传感器、感应传感器等等。其它还有光电传感器、伺服传感器、器件传感器等等。所有的传感器都必须要求考虑其精度、灵敏度、变换特性、可靠性以及在恶劣条件下能够正常工作。热敏电阻在温度测量方面通常作为温度传感器,大多数热敏电阻体是由金属氧化物混合物做成的。如氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铁这些金属氧化物都是热敏电阻的原材料。热敏电阻的特性在于它一旦发热,电阻就会发生变化,有的热敏电阻发热电阻变小,有的热敏电阻发热电阻变大,各有各的用途。比如为了防止电器在开启时瞬间的电流冲击,此时的电流往往是正常工作的若干倍,很容易造成过载或工作不稳定。在电路中加上热敏电阻,因电阻对电流的限制,起始电流不能很大,随着电流流过,电阻发热,电阻变小,电流就逐渐增大直至正常值。所以现在许多家电产品,如电冰箱、电视机,空调等都少不了热敏电阻。热敏电阻除了作电流控制或温度补偿元件还可以稳定电子线路和电动机电路。气体传感器特别适合对气体进行检测。如烟雾传感器可以检测出含量极低的任何易燃气体或蒸气,气体传感器的内部是以半导体敏感元件为核心制作的。在敏感元件上装置了可以加热的灯丝,当灯丝加热后半导体受热氧化,此时敏感半导体会呈现出很高的电阻值。当检测器与一定种类的气体接触时,由于这些气体的“去氧化”作用,电阻会产生相应的下降,这就是半导体气体传感器的基本原理。铂线器件是常用的气体传感器之一,它是利用涂复特殊材料和未涂复特殊材料的二片铂元件,加热后电阻值会表现出明显差异的工作原理来作为气体传感器的。光传感器的核心是硫化镉材料做成的光敏电阻,原理是电阻不同受光呈现的阻值不同。一般的光敏电阻在高速工作状态时灵敏度很低,为了解决这一问题,人们把光敏电阻与半导体的放大电路做在一起,使灵敏度大大提高。一般在强光下光敏电阻的阻值只有数十欧姆,处于全暗状态,光敏电阻的阻值可升到10兆欧姆。光敏电阻可直接对光测量,做曝光表,可以用做控制路灯随光亮程度的自动开关,可与激光等光学设备结合在自动控制中加以应用。利用光电器件对于不同波长的光线其反映不同进而发展出超声波传感器、红外线传感器等用途很广泛。现在医院做超声波检查用的探头,实际上就是超声波传感器。而红外传感器常应用于各种电器遥控器的接收端。酸碱传感器是利用“伏打”效应制成的传感器,原理十分简单。在一根细玻璃管中用二根不同金属做成电极,当这根玻璃管插入不同电解液中,由于酸碱电解液不同得到了不同的输出电压和极性。压力传感器是利用半导体应变片元件制成的,应变电片发生形变时,会发出相应的电性能变化,它与电桥、放大器相结合可用于测量大气压力等等。霍尔传感器是利用半导体“霍尔效应”工作的传感器,简单说来它是半导体磁场的一种反应。当磁场进入半导体时,半导体二端会形成一定的电位差,磁场越强,电位差就越大。如磁场进入的方向相反,那末电位差的极性也就跟着反转过来。霍尔器件传感器用于检测磁场强度十分理想,它的灵敏度为0.75~1.06毫伏/高斯。我们知道变化磁场用线圈也可测出,而对于恒定的磁场,线圈则无能为力,此刻霍尔传感器则是身怀绝技了。现在电脑使用的键盘,就是在按键下面装了一块小型磁铁,当磁铁按下去的时候,磁铁的磁场靠近了霍尔传感器,霍尔传感器输出信号,打开电路。这种开关方式不会产生电接触的噪声。电子琴的脚踏控制板也采用了霍尔传感器,这种在控传感器改变音量大小,不象以往用“电位器”那样,因电位器的电阻片磨损或污染会造成噪声。霍尔传感器还可以用来制造十分精密的电子指南针等等,目前实用的“磁罗盘”指南针也有采用电子射线、电子流原理式的。湿度传感器采用镁、铬陶瓷材料加入氧化钛制成。这种传感器材料呈现多孔、微孔分布的半导体特性。因为这种材料易于吸收水分而改变电导率,所以做为湿度传感器,反应较灵敏。当水气较少时,材料内部化学吸附形成电解层,当水气增加时,导电能方明显增高,材料内部变化为物理吸附。水气越大,电导率越大,电阻越小。相对湿度超过30%时进入高湿区。传感器会出现水滴,这将影响传感器的正常工作。为此在传感器中设置了一组加热线,使传感器温度得到提高,防止了水滴的出现。湿度传感器广泛应用于核反应堆、火力发电站、土砂测定、线路保护、抽湿机、影印、高压灭菌、造纸、药品等方面。
生活中的传感器应用有哪些
1、传感器与环境保护目前,环球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境,这一现状已引起了世界各国的重视。为保护环境,利用传感器制成的各种环境监测仪器 正在发挥着积极的作用。2、汽车与传感器目前,传感器在汽车上的应用及燃料剽余量等有关参数的测量。已不只局限于对行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以由于汽车交通事故的不断增多和汽车对环境的危害,传感器在一些新的设施。如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车"黑匣子"等都得到了实际应用。可以预测,随着汽车电于技术和汽车安全技术的发展,传感器在汽车领域的应用将会更为广泛。3、传感器与家用电器现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调 器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电樊斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照像机、电冰箱、彩色电视机、录像机、录音机、收音机、电唱机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。随着人们生活水平的不断提高,对提高家用电器产品的功能及自动化程度的要求极为强烈。为满足这些要求,首先要使用能检测模拟量的高精度传感器,以获取正确的控制信息,再由微型计算机进行控制,使家用电器的使用更加方便、安全、可靠,并减少能源消耗,为更多的家庭创造一个舒适的生活环境。目前,家庭自动化的蓝图正在设计之中,未来的家庭将由做为中央控制装置的微型计算机,通过各种传感器代替人监视家庭的各种状态,并通过控制设备进行着各种控制。家庭自动化的主要内容包括:安全监视与报警、空调及照明控制、耗能控制、太阳光自动跟踪、家务劳动自动化及人身健康管理等。家庭自动化的实现,可使人们有更多的时间用于学习、教育或休息娱乐。4、传感器在机器人上的应用目前,在劳动强度大或危险作业的场所,已逐步使用机器人取代人的工作。'一些高速度、高精度的工作,由机器人来承担也是非常合适的。但这些祝器人多数是用来进行加工、组装、检验等工作,屑于生产用的自动机械式的单能机器人。在这些机器人身上仅采用了检测臂的位置和角度的传感器。要使机器人和人的功能更为接近,以便从事更高级的工作,要求机器人能有判断能力,这就要给机器人安装物体检口传感器,特别是视觉传感器和触觉传感器,使机器人通过视觉对物体进行识别和检测,通过触觉对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉。这类机器人被称为智能机器人,它不仅可以从事特殊的作业,而且一般的生产、事务和家务,全部可由智能机器人去处理。 5、传感器在医疗及人体医学上的应用随着医用电子学的发展,仅凭医生的经验和感觉进行诊断的时代将会结束。现在,应用医用传感器可以对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉波及心音、心脑电波等进行高难碗度的诊断。显然,传感器对促进医疗技术的高度发展起着非常重要的作用。为增进全国人民的健废水平,我国医疗制度的改革,将把医疗服务对象扩大到全民。以往的医疗工作仅局限于以治疗疾病为中心,今后,医疗工作将在疾病的早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用,而传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。参考资料来源:百度百科-汽车传感器参考资料来源:百度百科-智能传感器参考资料来源:百度百科-温度传感器