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五种常用的传感器类型
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3 m: l5 Y5 Y1 W一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：9 b% ^& c C9 r1 }% f
* i. F- S( m5 W+ W/ ]/ v; R. m. `（一）温度传感器+ j6 v" i) `- r5 k3 `' Y
* q2 K: C& K, w6 i, r) ~3 T( {7 o
该设备从源头收集有关温度的信息，并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计，会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源，观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型：
9 P9 X+ K1 p- p) a% h7 m; [7 w4 y8 V5 L6 S: P6 O8 e. R$ J' D5 T
·接触式传感器
, ~- n R3 y$ E7 g8 ^9 K
# w4 P( o# C' L这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。它们可以在在很大的温度范围内监控固体、液体和气体的温度。
7 a' E; Y2 F3 e; F, E( K; z- M: l% B5 D$ J
·非接触式传感器/ V) F$ W5 K2 l3 K0 Y6 |2 x
. T7 Q) J. j! ]7 Y9 D, o& J! d1 i这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体，但由于天然透明性，因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。
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不同类型温度传感器的工作原理及实例* s% l) S# H6 ^6 F! Q6 P
$ C( B7 C& Q5 @- F; n7 o ]
（i）热电偶——它们由两根电线（每根均为不同的均匀合金或金属）组成，通过在一端的连接形成测量接头，该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备，在此形成参考结。由于两个结点的温度不同，电流流过电路，测量得到的毫伏来确定结点的温度。热电偶示意图如下。! I/ W' j8 h9 b0 q
# |1 M2 Y9 A9 D9 P0 k0 H) } （ii）电阻温度检测器（RTD）——这是一种热电阻，其制造目的是随着温度的变化改变电阻，它们比任何其他温度检测设备都贵。电阻式温度探测器示意图如下。
2 K* S I3 g) v, C! O& H! U ?) M
: \/ W4 D& M* n' n9 v; ^ （iii）热敏电阻——它们是另一种电阻，电阻的大变化与温度的小变化成正比。
" f. h( w% Q5 u: h# d" x5 F, q$ l
" m0 j2 g- e, v3 e0 j3 U& j（二）红外传感器
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5 z% o8 l( ^! U* I" G/ {' t 该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说，热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的，红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。
4 v( M4 b1 F% \- n5 `4 H) R8 X1 W7 Q8 p" |3 x# Q) r
优势
6 L. q& k0 A1 b" p s1 D) \
/ N+ Q9 a' t; X8 N7 l易于连接，市场上现货供应! r: m/ L! l+ S' Q$ F9 X
) K2 n' N9 U0 c
缺点
" S& N. X6 U+ D4 ?9 t/ }3 D+ h0 x: V% |! H6 H2 C4 G- n% K
受到周围噪音干扰，如辐射、环境光等。! y; c x0 W7 g! {
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工作原理( z2 G- W/ C# D
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其基本思想是利用红外发光二极管向物体发射红外光。同一类型的另一个红外二极管将用于探测物体反射波。红外Led传感器工作原理简图如下所示。
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8 O: ?! x2 r j& D 当红外接收器受到红外光照射时，导线上会产生电压差。由于产生的电压很小，很难被检测到，因此使用运算放大器（运放）来准确地检测低电压。
6 F; k5 f0 B# E0 E+ x
; x4 ^. f5 t% [( E2 d 测量物体与接收传感器的距离：红外传感器组件的电特性可用于测量物体的距离，当红外接收器受到光照时，导线上会产生电位差。
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应用
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T s% p6 ?( S, v
热成像% i/ a; s* R; B+ X2 v( ?3 Y; ]
根据黑体辐射定律，可以使用热成像来观察有或没有可见光的环境。, ?. U9 R: g. K
·加热3 m/ W6 m+ _# i# y3 h" A3 J7 u
红外线可用于烹饪和加热食物，它们能把飞机机翼上的冰带走。它们广泛应用于印刷印染、塑料成型、塑料焊接等工业领域。
- N/ `0 p3 a" e8 o·光谱学
5 o# o2 b: k$ _" S; N: I4 J' Q这项技术通过分析组成键来识别分子，这项技术利用光辐射来研究有机化合物。8 L! e4 r4 V \8 \& L8 s9 R
·气象
/ i ^& j+ I1 N6 z+ ~- a当气象卫星配备有扫描辐射计时，可以计算云层高度、陆地和地表温度。6 A1 W7 U- U4 R+ Z
·光生物调节
P$ G5 f- c% V1 W5 x4 [用于癌症患者的化疗，这是用来治疗抗疱疹病毒。
( \, d4 Y# [9 L6 Z7 ~5 m) T' r·气候学' n- G! X! ?$ \" D
监测大气和地球之间的能量交换。/ g. C" F0 n4 o. p. K
·通信5 C* d9 e% _7 N
红外线激光为光纤通信提供光。这些辐射也用于手机和计算机外围设备之间的短程通信。4 C/ l8 `# x9 ]# O- ]
) w7 O; R5 F2 z: Z9 X# a. `! l4 d& N. L7 S
（三）紫外线传感器0 {3 t h M1 a+ p6 N9 @' O* A: E
3 v# M% T8 g' s5 x! p+ E6 r
这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长，但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感，紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。2 P- N! ^7 p: I& D: ]2 y
& s5 `: x/ V7 Q& ^$ e选择紫外线传感器的标准; _& N9 ~6 \. P) J( G
6 ?" J8 a- ~, g5 M8 k' L·紫外传感器可以检测到的波长范围（纳米）
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·工作温度. t! X2 R& g( A5 b
. s% d$ ~/ a: h
·准确度
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: \% ~3 @* V* q·重量# m+ Z- l* ?7 s4 e: \
( z) T9 u9 Z& }2 l3 s
·功率范围6 N8 H+ c) o) ~0 Y r
" e, I6 }% k" F9 t" E0 ?' q1 q
工作原理; K6 y/ Y6 G1 D
8 g" A& X9 s' W% K9 C2 G# Z: h
紫外线传感器接收一种类型的能量信号，并传输不同类型的能量信号。. }5 j2 P/ ?; N
" t! X! }+ G$ U6 c9 A1 ^5 |+ A
为了观察和记录这些输出信号，它们被导向电表。为了生成图形和报告，输出信号被传输到模数转换器（ADC），然后再通过软件传输到计算机。1 r& C7 t5 D% ?, h" Y' m L0 o* g
+ P$ V8 b( x- K# H" u
示例包括：" S5 v0 Y( A3 f8 k( ^5 b0 B" }# C
5 z$ L M6 _# z3 ]·紫外线光电管是一种辐射敏感的传感器，用于监测紫外线空气处理、紫外线水处理和太阳辐射。
3 t! D7 W" R8 X. u/ P A
Y; z5 X! j2 B! j·光传感器测量入射光的强度。
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·紫外光谱传感器是用于科学摄影的电荷耦合器件（CCD）。
$ L! m2 X1 X- [" ^ A, E8 v" j2 E
; D* ` G3 ^2 q. d·紫外线探测器。* ?. \& O) ~% k8 D
. S: K5 @% z% ]" ~
·杀菌紫外线探测器。
* k! \& o: G4 {6 w$ G
. a/ ~4 I2 w; u' Z' @·光稳定性传感器。! U2 G; L2 y) V1 E
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应用
. x. Y0 Y/ X6 l+ S8 S* b$ k( A- W- l7 D3 j2 Y" W
·测量紫外线光谱中晒伤皮肤的部分' K, J+ W' z4 t" E
! T' Z* H# D) G. t3 `8 `* F·药房
% a. i4 S& d- V) r) c; P7 @# Y/ {0 b6 C5 Q
·汽车
; b" E1 F4 e+ e( }: l4 O9 c1 _# ?+ Z
·机器人学+ f$ N, a7 d9 T9 q O4 m3 B
# x8 n" b& T: D·溶剂处理和染色工艺的印染工业% I8 |8 G) i& e/ O
- F$ D8 w& m8 o& `3 M1 F2 k3 s# a9 {$ Z·化学品生产、储存和运输用化学工业 o9 G9 A5 K+ D
/ M( y1 K, F1 l. Z8 n3 J+ y（四）触摸传感器, M# O& ]9 P" i6 z8 I+ ^
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触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器作为可变电阻工作的图。
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" V8 r- B( p, U; f* N 触摸传感器由以下部件组成：% S7 a5 b( U% V. h& [
: f5 [- Q9 ]. A1 }·全导电物质，如铜: e7 b! E( L0 V& F
5 g; [# C1 S5 D6 l·绝缘间隔材料，如泡沫或塑料
' S; K; {. e4 t6 y, V2 n8 G- \5 D- N4 z7 `) D
·部分导电材料
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原理与工作
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! i) V' b7 w5 e& Y 部分导电材料反对电流的流动。线性位置传感器的主要原理是，当电流必须通过的材料长度越长时，电流流就越相反。因此，材料的电阻通过改变其与完全导电材料接触的位置而变化。
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, Y# j8 w$ ]. O: y' j8 i% _ 通常，软件与触摸传感器相连。在这种情况下，内存是由软件提供的。当传感器被关闭时，他们可以记忆“最后一次接触的位置”。一旦传感器被激活，他们就能记住“第一次接触位置”，并理解与之相关的所有值。这个动作类似于移动鼠标并将其定位在鼠标垫的另一端，以便将光标移动到屏幕的远端。/ i/ n1 h5 H7 r( T+ ~$ }
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应用, X8 m+ g: u) M
+ |! H2 F6 Q( Z( `- K 触摸传感器具有成本效益高、经久耐用的特点，被广泛应用于/ z" ~) }8 p3 N& M0 y+ T
. L8 v$ q8 s5 }( ]* M0 k: d$ w·商业——医疗、销售、健身和游戏
( z& v# e' q& f! D: A% \+ k( t' q
( z3 Q/ t8 }8 b, Q Q$ \·电器-烤箱、洗衣机/烘干机、洗碗机、冰箱+ s6 Z+ G# L( `8 i2 d6 g! R, e" v
& ^/ J g" E* C; j·运输-驾驶舱制造和车辆制造商之间的简化控制
+ ]$ j" A! X4 w- g, b& I, c8 J5 W- x
/ ]; W2 |, u) I! b& M) @8 y1 O·液位传感器& k6 h0 O4 @- ^! Z z1 {' t2 [+ M
( |: W4 W1 ?9 K } S! c( V
·工业自动化-位置和液位传感，自动化应用中的人工触摸控制
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6 D! |1 g! }" x5 a·消费电子产品-在各种消费产品中提供新的感觉和控制水平
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（五）接近传感器$ t7 {8 O% m9 f. I. o* H
+ Z( o# d- X( v
接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触，且缺少机械零件，因此这些传感器的使用寿命长，可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。
8 s, u/ n8 E9 g/ X) Z Q5 W# K/ Q7 g4 ]0 y: W- O1 G( v6 D
工作原理' Y: u; P/ w. q8 S9 ~$ h
+ e, P f. w1 _ 接近传感器发射电磁或静电场或电磁辐射束（如红外线），并等待返回信号或场中的变化，被感测的物体称为接近传感器的目标。
2 ^: h- J0 K6 H+ j9 O9 M& J
9 Z9 Q9 o' g8 k% N1 D 感应式接近传感器-它们有一个振荡器作为输入，通过接近导电介质来改变损耗电阻。这些传感器是首选的金属目标。
6 U# h |1 m6 o# F Z" U
, ^7 k% f4 Z% m5 z 电容式接近传感器-它们转换检测电极和接地电极两侧的静电电容变化。这是通过以振荡频率的变化接近附近的物体而发生的。为了检测附近的目标，将振荡频率转换为直流电压，并与预定阈值进行比较。这些传感器是塑料目标的首选。" J) G% W. G3 F: |0 ^5 N- D
) [( r$ ~$ B0 T/ L! E
应用
, |6 ?3 b1 P7 V* x9 r! v/ c2 ?( f+ |5 M4 f8 K
·在自动化工程中用于定义过程工程设备、生产系统和自动化设备的运行状态0 K' v0 _1 \4 T; f4 ]
8 y2 ^! h+ x2 X" h% n+ }* D·在窗口中使用，当窗口打开时会激活警报4 p: Q+ {! B5 j! ^9 F0 W( S
) d6 B" T3 P K# P" m
·用于机械振动监测计算轴与支承轴承的距离差1 G: N1 v! r, n$ r
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发表于 2023-5-29 11:19:16
