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傳感器的分類詳細(xì)介紹

時(shí)間:2013/9/3閱讀:2110
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根據(jù)輸入物理量可分為:位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。
根據(jù)工作原理可分為:電阻式、電感式、電容式及電勢(shì)式等。
根據(jù)輸出信號(hào)的性質(zhì)可分為:模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。即模擬式傳感器輸出模擬信號(hào),數(shù)字式傳感器輸出數(shù)字信號(hào).
根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理可分為:有源傳感器和無(wú)源傳感器。有源傳感器將非電量轉(zhuǎn)換為電能量,如電動(dòng)勢(shì)、電荷式傳感器等;無(wú)源程序傳感器不起能量轉(zhuǎn)換作用,只是將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)的量,如電阻式、電感式及電容光煥發(fā)式傳感器等。
 
光電式傳感器
光電式傳感器分為:光柵式和碼盤式兩種。
光柵式傳感器光柵形成的莫爾條紋把角位移轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)。光柵有兩塊,一為固定光柵,另一為裝在表盤軸上的移動(dòng)光柵。加在承重臺(tái)上的被測(cè)物通過(guò)傳力杠桿系統(tǒng)使表盤軸旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng),使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表,計(jì)算出移過(guò)的莫爾條紋數(shù)量,測(cè)出光柵轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小,從而確定和讀出被測(cè)物質(zhì)量。
碼盤式傳感器的碼盤(符號(hào)板)是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃,上面帶有按編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺(tái)上的被測(cè)物通過(guò)傳力杠桿使表盤軸旋轉(zhuǎn)時(shí),碼盤也隨之轉(zhuǎn)過(guò)角度。光電池將透過(guò)碼盤接受光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后由電路進(jìn)行數(shù)字,zui后在顯示器上顯示出代表被測(cè)質(zhì)量的數(shù)字。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。
液壓式傳感器 ,在受被測(cè)物重力P作用時(shí),液壓油的壓力增大,增大的程度與P成正比。測(cè)出壓力的增大值,確定被測(cè)物的質(zhì)量。液壓式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固,測(cè)量范圍大,但準(zhǔn)確度不超過(guò)1/100。
電磁力式傳感器
它承重臺(tái)上的負(fù)荷與電磁力相平衡的原理工作(圖5)。當(dāng)承重臺(tái)上放有被測(cè)物時(shí),杠桿的一端向上傾斜;光電件檢測(cè)出傾斜度信號(hào),經(jīng)放大后流入線圈,產(chǎn)生電磁力,使杠桿恢復(fù)至平衡。對(duì)產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,確定被測(cè)物質(zhì)量。電磁力式傳感器準(zhǔn)確度高,可達(dá) 1/2000~1/60000,但稱量范圍僅在幾十毫克至10千克。
電容式傳感器,它電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d 的正比例關(guān)系工作(圖6 )。極板有兩塊,一塊固定不動(dòng),另一塊可移動(dòng)。在承重臺(tái)加載被測(cè)物時(shí),板簧撓曲,兩極板的距離發(fā)生變化,電路的振蕩頻率也隨之變化。測(cè)出頻率的變化求出承重臺(tái)上被測(cè)物的質(zhì)量。電容式傳感器耗電量少,造價(jià)低,準(zhǔn)確度為1/200~1/500。
磁極變形式傳感器
鐵磁元件在被測(cè)物重力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并引起導(dǎo)磁率變化,使繞在鐵磁元件(磁極)兩側(cè)的次級(jí)線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測(cè)量出電壓的變化量求出加到磁極上的力,進(jìn)而確定被測(cè)物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高,為1/100,適用于大噸位稱量工作,稱量范圍為幾十至幾萬(wàn)千克。
振動(dòng)式傳感器 彈性元件受力后,其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。測(cè)出固有頻率的變化,求出被測(cè)物作用在彈性元件上的力,進(jìn)而求出其質(zhì)量。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。
 
振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測(cè)物時(shí),V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差,求出被測(cè)物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高,可達(dá)1/10001/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結(jié)構(gòu),加工難度大,造價(jià)高。
音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測(cè)出振蕩頻率。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測(cè)物時(shí),音叉拉伸方向受力而固有頻率,的程度與施加力的平方根成正比。測(cè)出固有頻率的變化,求出重物施加于音叉上的力,進(jìn)而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小,計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá) 1/100001/200000,稱量范圍為500g10kg。
陀螺儀式傳感器轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中,以角速度ωX軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接,并可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)。外框架經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)與機(jī)座聯(lián)接,并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 (X在未受外力作用時(shí)保持水平。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí),產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)動(dòng)。進(jìn)動(dòng)角速度ω與外力P/2成正比,通過(guò)檢測(cè)頻率的方法測(cè)出ω,求出外力大小,進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測(cè)物的質(zhì)量。

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