傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
人類借助感覺器官從外界獲取信息,而機器則借助傳感器來研究自然現象規律及生產生活。為了適應各種各樣的情況,傳感器也分成不同的種類,可以說傳感器就是機器的五感,更是人類五感的延伸。傳感器可完成信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄、控制等多重要求,具有微型化、數字化、智能化等多種功能,是實現自動化的第一環。它應用在工作生活中的方方面面。
傳感器的分類
傳感器的基本分類
1、溫度傳感器:是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
溫度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼 開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。
2、壓力傳感器:是工業實踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業,下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用。另有醫用壓力傳感器。
壓力傳感器主要應用于增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機,壓縮機,空調制冷設備等領域。
3、液位傳感器:是一種測量液位的壓力傳感器。靜壓投入式液位變送器(液位計)是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器,將靜壓轉換為電信號,再經過溫度補償和線性修正,轉化成標準電信號。
液位傳感器適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。
4、電容式物位傳感器:利用被測介質面的變化引起電容變化的一種變介質型電容傳感器。具有可靠性高,安裝方便等特點,可廣泛應用于冶金、采礦、等部門作料位控制,是應用最廣的一種物位傳感器。
因為電容量電容量是連續變化的,因此該傳感器可以用作連續式物位測量,也可用作物位開關,作為報警或喂料、卸料設備的輸入信號。
5、超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。
超聲波傳感技術應用在生產實踐的不同方面,而醫學應用是其最主要的應用之一。超聲波傳感器可以對集裝箱狀態進行探測。超聲波傳感器可用于檢測透明物體、液體、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不規則物體。超聲波傳感器可以應用于食品加工廠,實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波傳感器可用于探測液位、探測透明物體和材料,控制張力以及測量距離,主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗煤的設備運、塑料加工以及汽車行業等。
傳感器NPN型與PNP型分類及其區別
NPN型與PNP型分類
1、NPN(源型):當導通時輸出低電平
當導通時,信號輸出線out和0v線連接,相當于輸出低電平:0V。
NPN型傳感器根據安裝邏輯方式不同分為3小類
NPN-NO(常開型):不接通時無輸出;接通時輸出高電平;
NPN-NC(常閉型):不接通時輸出高電平;接通時無輸出;
NPN-NC+NO(常開、常閉共有型):兩個out輸出端(一開一閉)。
2、PNP(漏型):當導通時輸出高電平
當導通時,信號輸出線out和電源線VCC連接,相當于輸出高電平的電源線,24V。
PNP型傳感器根據安裝邏輯方式不同分為3小類:
PNP-NO(常開型):不接通時無輸出;接通時輸出低電平;
PNP-NC(常閉型):不接通時輸出低電平;接通時無輸出;
PNP-NC+NO(常開、常閉共有型):兩個out輸出端(一開一閉)。
NPN型與PNP型的區別
PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止,輸出兩種狀態,屬于開關型傳感器。但輸出信號是截然相反的,即高電平和低電平。PNP輸出是低電平0,NPN輸出的是高電平1。
PNP與NPN型傳感器(開關型)分為六類:
1、NPN-NO(常開型)
2、NPN-NC(常閉型)
3、NPN-NC+NO(常開、常閉共有型)
4、PNP-NO(常開型)
5、PNP-NC(常閉型)
6、PNP-NC+NO(常開、常閉共有型)
PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線,即電源線VCC、0V線,out信號輸出線。
1、NPN類
NPN是指當有信號觸發時,信號輸出線out和電源線VCC連接,相當于輸出高電平的電源線。
對于NPN-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和out線斷開。有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是out線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。
對于NPN-NC型,在沒有信號觸發時,發出與VCC電源線相同的電壓,也就是out線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和out線斷開。
對于NPN-NC+NO型,其實就是多出一個輸出線OUT,根據需要取舍。
2、PNP類
PNP是指當有信號觸發時,信號輸出線out和0v線連接,相當于輸出低電平,ov。
對于PNP-NO型,在沒有信號觸發時,輸出線是懸空的,就是0v線和out線斷開。有信號觸發時,發出與OV相同的電壓,也就是out線和0V線連接,輸出輸出低電平OV。
對于PNP-NC型,在沒有信號觸發時,發出與0V線相同的電壓,也就是out線和0V線連接,輸出低電平0V。當有信號觸發后,輸出線是懸空的,就是0V線和out線斷開。
對于PNP-NC+NO型,和NPN-NC+NO型類似,多出一個輸出線OUT,及兩條信號反相的輸出線,根據需要取舍。
我們一般常用的是NPN型,即高電平有效狀態。PNP很少使用。
傳感器的靜態特性
傳感器靜態特性描述
電位器輸出電壓u與輸入被測量p的關系
一般意義下
y、x——傳感器的輸出、輸入
傳感器的靜態性能指標
1. 測量范圍與量程
(1)測量范圍
(2)量程
2. 靜態靈敏度
關于靜態靈敏度的討論
3. 分辨力與分辨率
某一測點分辨力
某一測點分辨率
針對全測量范圍的分辨力
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