说明:
传感器是“一切信息的触觉”,它不仅能在某种程度上代替人的感觉,而且能突破人的生理界限,感受人难以感知的外界信息,现已广泛地应用于工业、农业、环境保护、医学等技术领域,并正逐步引入人们的日常生活。 传感器是一种能感知某一被测量(物理信息、化学信息和生物信息),并能将被测信息转换成与之相对应的其他量(电量、光学量、机械量等)的器件或装置。这种发生能量转换的过程称之为“传感”,传感是一个含义宽广而笼统的名词,一切获取信息的仪表器件(如敏感元件探测器、转换器及一次仪表等)都可称为传感器,由于工程检测中最需要的是把非电量转换成电量,所以人们习惯上又称传感器是一种把被测的非电量转换成电量的装置。 常见的被测参数如表1-1所列。传感器是“一切信息的触觉”,它不仅能在某种程度上代替人的感觉,而且能突破人的生理界限,感受人难以感知的外界信息,现已广泛地应用于工业、农业、环境保护、医学等技术领域,并正逐步引入人们的日常生活。各领域对传感器的需求,因其应用目的不同而有所变化,如表1-2所列。传感器质量的优劣直接决定着测试与控制工程的成败。 为了对自然现象有一个定量的认识,首先需要通过传感器取得关于对象的信息(一次信息),然后再根据对这些信息处理的结果,进一步推论和了解自然现象的本质。用于机器人和家用设施所需的传感器分别如表1-3和表1-4所列。
说明:
根据中华人民共和国国家标准,传感器的定义是:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。在通常情况下,传感器也称换能器、变换器。广义而言,传感器是将被测的某一物理量(或信号),按一定规律转换为与其对应的另一种(或同种)物理量(或信号)输出的装置。目前,对传感器定义的普遍认识仍局限于非电物理量与其电量的转换,即传感器是将被测的非电物理量(如力、压力、重量、力矩、应力、应变、位移、速度、加速度、振动、冲击、温度、流量、声响、角度转速、物位、物性、物体的尺寸等),转换成与之对应的、易于精确处理的电量或电参量(如电流、电压、电阻、电感、电容、电荷、频率、阻抗等)输出的一种测量装置。也有少部分传感器,其能量的转换是可逆的,也就是说,传感器不但可以将非电物理量转换为电量,同时也可以根据测试与自动控制的需要将电量换成为非电量而加以利用。根据中华人民共和国国家标准(GB7665-87),传感器(Transducer/Sensor)的定义是:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 其中,敏感元件(Sensing Element)是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分;转换元件(Transduction Element)是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分。有时也使用变换器一词,变换器和传感器虽有少许差别,但按JIS定义往往把二者作为同义词来使用,可见传感器一词是使用最为厂泛而概括的用语。 在我国,往往有把“传感器”和“敏感元件“等同使用的情况,从仪器仪表学料的角度强调传感器是一种感受信号的装置,所以称之为”传感器”;从电子学的角度则强调它是一种能感受信号的电子元件,所以称之为...
说明:
在传感器中包含着两个必不可少的概念:一是拾取信息;二是把拾取到的信息进行变换,变换成一种与被测量不仅有确定函数关系,而且便于传输和处理的量。 产业革命以来,发明了各种各样的机器。人们为了改善机器的性能和提高机器的自动化程度,需要实时地测量反映机器工作状态的信息,并利用这些信息去控制机器,使之处于最佳的工作状态。所以,一种被称为传感器的装置被逐渐应用起来。例如,为了对瓦特蒸汽机进行速度调节与控制,就发明了离心式调速器。离心式调速器就是一种传感器,它不断地测量转速,当转速有变化时,就把这种变化转换为位移量,位移量使得转速恢复到要求的大小。在传感器中包含着两个必不可少的概念:一是拾取信息;二是把拾取到的信息进行变换,变换成一种与被测量不仅有确定函数关系,而且便于传输和处理的量,一般是电量。例如,利用温度传感器把温度值变化转变成与被测温度有确定关系的电流或电阻的变化;利用硅压阻式传感器把压力变化转换成相应的电阻变化;利用化学传感器把被测液体中的pH值变化转换为电压的变化等。 由于这种通过拾取信息,并把信息传送到某个确定的地方的功能,很像人利用五官感受外界信息,并把信息送到大脑的过程,所以,人们往往形象地把传感器比喻为“电五官”。 近年来,随着科学技术的飞速发展,特别是微电子加工技术、微计算机技术、信息处理技术以及材料技术的发展,使得综合着各种先进技术的传感技术进人了一个前所未有的飞速发展阶段。传感器也就自然地跨入了一个迅猛发展的新时期。 微电子技术的发展,特别是微电子技术中的加工技术,如蒸镀、刻蚀等微细加工的进步,使得过去难以加工的传感器变得很容易。通过蒸镀技术可以把半导体制得均匀、稳定,并可以把拾取信息的敏感部分和电路集成于一体。例如,微加工技术可在半导体材料上,利用刻蚀方法使局部厚度变成几个微米(μm)而形成感受压力的敏感膜,从而避免了传统的把感压膜固定在...
说明:
固定式气体报警器由报警控制器和探测器组成,控制器可放置于值班室内,主要对各监测点进行控制,气体探测器安装于气体最易泄露的地点,其核心部件为内置的气体传感器,传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号,通过线缆传输到控制器,气体浓度越高,电信号越强,当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时,气体报警器发出报警信号,并可启动电磁阀、排气扇等外联设备,自动排除隐患。一、线缆的传输距离最远距离1000米,与气体探测器的数量,使用的线缆粗细都有关系,源距离可以通过增加信号放大器来增加传输距离。二、探测器的输出信号有哪些三线制:4-20MA标准信号、二线制:M-BUS信号或RS485信号、四线制:RS485信号、标准RS485信号三、常用的线缆规格三线制分线:一般使用国标或非标RVV3*1.0-1.5-2.5mm2,如果信号干扰首映国标或非标RVVP3*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表软线,字母V点半绝缘体聚氯乙烯(pvc),字母P代表屏蔽)。四线制总线:一般使用国标或非标RVV4*1.0-1.5-2.5mm2,如果信号干扰首映国标或非标RVVP4*1.0-1.5-2.5mm2,(字母R代表软线,字母V点半绝缘体聚氯乙烯(pvc),字母P代表屏蔽)。两线制总线:使用RVS2*2.5双绞线(字母S代表双绞线,字母R代表软线,字母V代表聚氯乙烯(绝缘体))。
说明:
1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10%。 2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比,主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制(TLV-thresh-oldlimitvalue)或最低爆炸限(LEL-lowerexplosivelimit)的百分比的检测要有足够的灵敏性。 3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。 4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时,探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下,传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征,即灵敏度、选择性以及稳定性等,主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料,使气体传感器的敏感特性达到最优。