幾種常見傳感器的基本特性-知識(shí)科普

• 時(shí)間：2022-06-22
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　　上期小編為大家介紹了傳感器的組成和分類，這期小編繼續(xù)為大家?guī)韨鞲衅鞯闹R(shí)分享。

　　幾種常見傳感器的基本特性

　　傳感器的特性是指傳感器的輸出量與輸人量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于輸入量有靜態(tài)（即輸人信號(hào)為不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢的基本穩(wěn)定狀態(tài)）和動(dòng)態(tài)（即輸人信號(hào)為隨時(shí)間作周期變化或無規(guī)律瞬變的變化狀態(tài)）兩種基本形式，因此傳感器的特性通常有兩種對(duì)應(yīng)的表示形式，即靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)輸人量處于靜態(tài)時(shí)，傳感器的輸出最與輸人量之間的關(guān)系稱為傳感器的靜態(tài)特性。通常，用來表征傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有：測量范圍、量程、靈敏度、分辨力、線性度、遲滯性、重復(fù)性、漂移和穩(wěn)定性等。

　　1.接近傳感器

　　接近傳感器能夠在非接觸的情況下檢測被測物體是否接近，并將檢測結(jié)果以開關(guān)信號(hào)方式輸出，因此通常又稱為無觸點(diǎn)行程開關(guān)或接近開關(guān)。接近開關(guān)有電感式、電容式、光電式、霍爾式等多種。

　?。?）電感式接近傳感器。電感式接近傳感器也稱為電感式接近開關(guān)或電渦流式接近開關(guān)。電感式接近開關(guān)主要由LC高頻振蕩電路、信號(hào)處理電路和開關(guān)放大電路組成。

　?。?）電容式接近傳感器。電容式接近傳感器也稱為電容式接近開關(guān)。

　　電容式接近開關(guān)是以電容器的極板作為其檢測面，而檢測面外部所面對(duì)的物質(zhì)，則是電容器兩個(gè)極板之間的絕緣介質(zhì)，若該絕緣介質(zhì)發(fā)生變化，則電容器的電容量也將隨之變化。

　　無論金屬或非金屬的被測物體，在接近或離開電容式接近開關(guān)時(shí)，都會(huì)引起接近開關(guān)電容器的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使得電容式接近開關(guān)能夠輸出相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)。因此，電容式接近開關(guān)所檢測的物體，并不限于金屬導(dǎo)體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。

　?。?）光電式接近傳感器。光電式傳感器是利用光電器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。其核心的敏感元件是光電器件，光電器件的工作基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。

　　2.溫度傳感器

　　為了滿足不同場合、不同物質(zhì)的溫度測量要求，測量溫度的方法有接觸式和非接觸式兩種。前者是將感溫元件與被測對(duì)象進(jìn)行直接物理接觸，通過熱傳導(dǎo)來測溫；后者則是將感溫元件與玻測對(duì)象不進(jìn)行物理接觸，而通過熱輻射進(jìn)行熱傳遞來測溫。兩種測溫方法，分別有與其對(duì)應(yīng)的溫度傳感器。接觸式溫度傳感器通常是利用材料或元件的溫度特性來測溫的。常用的溫度傳感器主要有熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及集成溫度傳感器等。圖7是設(shè)備中使用的溫度傳感器Pt100及溫度變送器。

　　3.磁性開關(guān)

　　在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，磁性開關(guān)用于各類氣缸的位置檢測，用兩個(gè)磁性開關(guān)來測機(jī)械手上氣缸伸出和縮回到位的位置。

　　磁力式接近開關(guān)(簡稱磁性開關(guān))是一種非接觸式位置檢測開關(guān)，這種非接觸式位置檢測不會(huì)磨損和損傷檢測對(duì)象，響應(yīng)速度高。磁性開關(guān)用于檢測磁性物質(zhì)的存在，安裝方式上有導(dǎo)線引出型、接插件式、接插件中繼型，根據(jù)安裝場所環(huán)境的要求磁性開關(guān)可選擇屏蔽式和非屏蔽式。

　　4.光纖式光電接近開關(guān)

　　光纖式光電接近開關(guān)（簡稱光纖式光電開關(guān)）也是光纖傳感器的一種，光纖傳感器傳感部分沒有電路連接，不產(chǎn)生熱量，只利用很少的光能，這些特點(diǎn)使光纖傳感器成為危險(xiǎn)環(huán)境下的理想選擇。光纖傳感器還可以用于關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的長期高可靠穩(wěn)定的監(jiān)視。相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器，光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境、傳輸距離遠(yuǎn)、使用壽命長，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小的空間里面。光纖放大器根據(jù)需要來設(shè)置。比如有些生產(chǎn)過程中煙火，電火花等可能引起爆炸和火災(zāi)，光能不會(huì)成為火源，所以不會(huì)引起爆炸和火災(zāi)，可將光纖檢測頭設(shè)置在危險(xiǎn)場所，將放大器單元設(shè)置在非危險(xiǎn)場所進(jìn)行使用。

　　光纖傳感器由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，光纖放大器和光纖檢測頭是分離的兩個(gè)部分。光纖傳感器結(jié)構(gòu)上分為傳感型和傳光型兩大類。傳感型是以光纖本身作為敏感元件，使光纖換有感受和傳遞被測信息的作用。傳光型是把由被測對(duì)象所調(diào)制的光信號(hào)輸人光纖，通過輸出端進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測量的，傳光型光纖傳感器的工作原理與光電傳感器類似。在生產(chǎn)中貨物分揀單元中采用的就是傳光型的光纖式光電開關(guān)，光纖僅作為被調(diào)制光的傳播線路使用。

　　5.光電編碼器

　　光電編碼器是通過光電轉(zhuǎn)換，將機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置(角度)的檢測。典型的光電編碼器由碼盤(Disk)、檢測光柵(Mask)、光電轉(zhuǎn)換電路（包括光源、光敏器件、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路）、機(jī)械部件等組成。一般來說，根據(jù)光電編碼器產(chǎn)生脈沖的方式不同，可以分為增量式、絕對(duì)式及復(fù)合式三大類，生產(chǎn)線上常采用的是增量式傳感器。

　　在一般生產(chǎn)設(shè)備上傳送帶定位控制就是由光電編碼器來完成的。同時(shí)，光電編碼器還要完成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。

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