传感器整理
(整理)分别列举10种接触、非接触传感器种类及原理
分别列举10种接触、非接触传感器种类及原理接触式位移传感器:1位移传感器及其原理:计量光栅是利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移的。
“莫尔”原出于法文Moire,意思是水波纹。
几百年前法国丝绸工人发现,当两层薄丝绸叠在一起时,将产生水波纹状花样;如果薄绸子相对运动,则花样也跟着移动,这种奇怪的花纹就是莫尔条纹。
一般来说,只要是有一定周期的曲线簇重叠起来,便会产生莫尔条纹。
计量光栅在实际应用上有透射光栅和反射光栅两种;按其作用原理又可分为辐射光栅和相位光栅;按其用途可分为直线光栅和圆光栅。
下面以透射光栅为例加以讨论。
透射光栅尺上均匀地刻有平行的刻线即栅线,a为刻线宽,b为两刻线之间缝宽,W=a+b称为光栅栅距。
目前国内常用的光栅每毫米刻成10、25、50、100、250条等线条。
光栅的横向莫尔条纹测位移,需要两块光栅。
一块光栅称为主光栅,它的大小与测量范围相一致;另一块是很小的一块,称为指示光栅。
为了测量位移,必须在主光栅侧加光源,在指示光栅侧加光电接收元件。
当主光栅和指示光栅相对移动时,由于光栅的遮光作用而使莫尔条纹移动,固定在指示光栅侧的光电元件,将光强变化转换成电信号。
由于光源的大小有限及光栅的衍射作用,使得信号为脉动信号。
如图 1,此信号是一直流信号和近视正弦的周期信号的叠加,周期信号是位移x的函数。
每当x变化一个光栅栅距W,信号就变化一个周期,信号由b点变化到b’点。
由于bb’=W,故b’点的状态与b点状态完全一样,只是在相位上增加了2π。
(上海德测电子科技有限公司产品)2螺杆式空压机压力传感器螺杆式空压机压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压力传感器。
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。
其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。
加速度计、角度传感器知识整理与解析
加速度计、角度传感器知识整理与解析1、传感器基础知识 (2)2、比力 (2)3、加速度传感器测量倾角原理 (3)4、Question and answer (3)5、电子罗盘 (3)7、陀螺仪和加速度计的区别与联系 (4)8、常用芯片介绍 (4)交流QQ:10021007601、传感器基础知识陀螺和加速度计是惯性器件,是用来测量相对惯性空间的角速度(或对于积分类型的陀螺来说是角增量)和加速度。
在三维空间中,描述一个刚体运动要六轴,三轴加速度,三轴角速度。
加速度传感器:测量加速度的值,是指直线运动,一般以重力加速度g为单位。
角度传感器:测量角度的传感器,范围比较广泛各种角度与倾角传感器有些不一样。
角度传感器可以是垂直的,各种安装方式都行,是指相对角度。
多数的角度传感器是以加速计为基础,通过重力加速度分量估算角度,通常也会要求在静态下测量。
倾角传感器:倾角传感器其实是个绝对角度,原型是加速度传感器,是指被测物体与地球引力(垂直地球)的夹角。
所以它应该是个绝对值。
加速度是测量轴向的力,由F=ma,m已知,就可以知道力(加速度)的大小,所以惯导系统的里都是讲“比力”,因为力是比较出来的。
2、比力比力:单位质量上作用的非引力外力。
通常我们说“用加速度计测量载体的运动加速度”,实际上这个说法并不确切,因为加速度计测量的不是载体的运动加速度,而是载体相对惯性空间的绝对加速度和引力加速度之差,称作“比力”---艾弗里尔B,查特菲尔德著.高精度惯性导航基础.北京:国防工业出版社,2002.在一般线加速度计中测量的是比力(a+g)不能分辨出重力加速度g和运动加速度a。
一个加速度计只能测量一个方向的比力,测量矢量必须使用三个加速度计;测量值与安装方向、姿态有关,且受安装精度影响。
三个加速度计垂直安装可测量比力矢量,进而得到运动加速度。
3、加速度传感器测量倾角原理三轴加速度传感器以重力为输入矢量来决定物体在空间的姿态,把加速度传感器固定在物体的水平面上,当物体姿态改变时,通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。
传感器与检测技术(重点知识点总结)[整理]
Knowledge Points知识点汇编传感器与检测技能知识总结1:传感器是能感触规则的被检丈量并依照必定规则转化成可输出信号的器材或设备。
一、传感器的组成2:传感器一般由活络元件,转化元件及根本转化电路三部分组成。
①活络元件是直接感触被测物理量,并以确认联系输出另一物理量的元件(如弹性活络元件将力,力矩转化为位移或应变输出)。
②转化元件是将活络元件输出的非电量转化成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。
③根本转化电路是将该电信号转化成便于传输,处理的电量。
二、传感器的分类1、按被丈量目标分类(1)内部信息传感器首要检测体系内部的方位,速度,力,力矩,温度以及反常改动。
(2)外部信息传感器首要检测体系的外部环境状况,它有相对应的触摸式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非触摸式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。
2、传感器按作业机理(1)物性型传感器是运用某种性质随被测参数的改动而改动的原理制成的(首要有:光电式传感器、压电式传感器)。
(2)结构型传感器是运用物理学中场的规则和运动规则等构成的(首要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。
3、按被测物理量分类如位移传感器用于丈量位移,温度传感器用于丈量温度。
4、按作业原理分类首要是有利于传感器的规划和运用。
5、按传感器能量源分类(1)无源型:不需外加电源。
而是将被丈量的相关能量转化成电量输出(首要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型;(2)有原型:需求外加电源才干输出电量,又称能量操控型(首要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。
6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF);(2)模仿型:输出是与输入物理量改换相对应的接连改动的电量,其输入/输出可线性,也可非线性;(3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可所以任何一种脉冲发生器所宣布的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状况随输入量改动。
传感器基础知识点整理
传感器基础知识点整理
本文档旨在梳理传感器的基础知识点,帮助读者了解传感器的工作原理和常见类型。
1. 传感器简介
传感器是一种用于检测和测量物理量的器件,可以将各种物理量(如温度、压力、力、光等)转换为可读取的电信号。
2. 传感器的工作原理
传感器工作原理根据不同的物理量而异,但通常包括以下几个步骤:
- 接收:传感器接收待测物理量的信号。
- 转换:传感器将接收到的信号转换成可读取的电信号。
- 输出:传感器将转换后的电信号输出给其他设备或系统。
3. 传感器的常见类型
3.1 温度传感器
温度传感器用于测量环境或物体的温度。
常见的温度传感器有:
- 热电偶:基于热电效应,利用两种不同金属的接触产生电势
差来测量温度。
- 热敏电阻:利用材料电阻与温度的关系来测量温度。
3.2 压力传感器
压力传感器用于测量气体或液体的压力。
常见的压力传感器有:
- 压阻式传感器:利用应变片的变形来测量压力。
- 电容式传感器:利用电容的变化来测量压力。
- 压力膜片传感器:利用薄膜片的弯曲来测量压力。
3.3 光传感器
光传感器用于检测光的存在、光的强度或光的颜色。
常见的光传感器有:
- 光敏电阻:利用光照射产生的光电效应来测量光的强度。
- 光电二极管:基于光电效应来测量光的强度。
- 光电三极管:在光电二极管的基础上增加了一个控制端口,用于增强灵敏度。
4. 总结
本文档简要介绍了传感器的基础知识点,包括传感器的工作原理和常见类型。
通过了解这些知识,读者可以更好地理解传感器的应用场景和原理。
测控 期末 传感器 自整理题目
Rf 1 Rf 2 Rf (20 20) 1000 20 ) [1 ] Rh Rs 128 .41 10
U0 = 8 mV×625 = 5000 mV= 5V 因0~100kPa压力对应0~5V输出,当输出端电压为3.2V时,有 p=(3.2/5)×100=64(kPa)
如图为实验室常采用的冰浴法热电偶冷端温度补偿接线图,
图中依据了热电偶两个基本定律,分别指出并简述其内容; 将冷端至于冰水槽的主要原因是什么? 对补偿导线有何要求? 中间导体定律:在热电偶回路中,只要接入的 第三导体两端温度相同,则对回路的总的热电 动势没有影响。中间温度定律:热电偶AB的热 电势仅取决于热电偶的材料和两个结点的温度, 而与温度沿热电极的分布以及热电极的参数和 形状无关。 热电偶分度表以0摄氏度为基准; 与导体材料A、B有相同热电特性 (不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同; 连接补偿导线时要注意区分正负极,使其分别 与热电偶的正负极一一对应;补偿导线连接端 的工作温度不能超出(0~100℃),否则会给测 量带来误差。)
采用四个性能完全相同的电阻应变片(灵敏度系数为K), 将其贴在薄壁圆筒式压力传感元件外表圆周方向,弹性元件周围方向应变,
式中,p为待测压力, 泊松比,E杨式模量,d为筒 内径,D为筒外径。现采用直流电桥电路,供电桥电 压U。 要求满足如下条件: (2 )d t p (1)该压力传感器有温度补 2( D d ) E 偿作用; (2)桥路输出电压灵敏度最高。 试画出应变片粘贴位置和相应桥路原理图并写出桥 路输出电压表达式
解:电桥输出为
U0’= U i△ R/R=k ε 电桥输出电压灵敏度:
U0’= 1.6mV/Ui×5V=8(mV)
U
i
U0’/ Ui= k ε =2Байду номын сангаас0×800×10-6=1.6mv/Ui,
(整理)数字式传感器
数字式传感器随着科学技术的发展,目前在工业、农业、医学、宇航、商业等领域中已广泛使用各种数字显示的非电量检测装置。
在机械制造工业中应用得比较成熟的是光栅、磁栅、感应同步器等为传感元件的数字测量仪器。
这些数字式测量仪器具有检测精度高、寿命长、抗干扰能力强、使用方便等忧点,这将在本章中予以叙述。
一、转角—数字式传感器1.光电脉冲盘式转角—数字转换器光电脉冲盘式转角—数字转换转是将转动物体的转角换成电脉冲的变换器。
它的结构形式如图1所示。
它由光源、转动圆盘、透镜、光敏元件及有关电路组成。
在转动圆盘边缘上开等角距的孔或采用光栅均可,视测量对象和要求而定。
开孔一般数量较少,精度较低。
对测量精度要求较高者,则采用光栅。
将圆盘安装在被测物体的转轴上,使其与被测物体一起转动。
光源发出的光经圆盘的孔或光栅透过,被光敏元件接收。
当圆盘转动时光源发出的光就经圆盘遮挡交替地照射到光敏元件上,经放大整形后,就有一个个脉冲输出。
转动角度越大,产生的脉冲个数越多。
经过计算脉冲个数,可测得转角的大小;经过电路的适当变换亦可测量转动物体的转速。
2.磁电式转角—数字转换器磁电式转角—数字转换器的结构如图2(a)所示。
此种结构形式多用于转速测量。
转子和定子均用工业纯铁做成,在它们的圆形端面上均匀地铣出等角距的槽子,使其成为齿状,如图2(b)所示。
在测量时,将转轴1与被测物转轴相连接,因而被测物就带动转子2转动。
当转子与定子的齿凸凸相对时,气隙最小,磁通最大;当转子与定子的齿凸凹相对时,气隙最大,磁通最小。
这样定子不动而转子转动时,磁通就周期性地变化,从而在线圈6中感应出近似正弦波的电压信号。
该信号经整形后可变为脉冲输出。
输出脉冲的频率为Nnf60式中N为定子和转子端面的齿数,n为被测物体的转速。
当测得输出电脉冲频率f后,根据已知的N,可以求得转速n ,从而达到测量的目的。
3。
码盘式转角—数字转换器(1)接触式码盘如图3所示为一个四位接触式码盘。
(完整版)传感器试题填空题和简答题整理
一:填空题(每空1分)1.依据传感器的工作原理,传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部分组成。
2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。
3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件,根据光电效应可以分为外光电效应,内光电效应,热释电效应三种。
4.光电流与暗电流之差称为光电流。
5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。
6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应,可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。
7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系,在后坡区与距离的平方成反比关系。
8.根据热敏电阻的三种类型,其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。
9.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。
其定义为:传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比,用公式表示 k(x)=Δy/Δx 。
10.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。
按照所依据的基准之线的不同,线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。
最常用的是最小二乘法线性度。
11.根据敏感元件材料的不同,将应变计分为金属式和半导体式两大类。
12.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。
13.应变传感器设计过程中,通常需要考虑温度补偿,温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。
14.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。
15.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。
16.在光照射下,电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应,入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。
17.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。
18.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系,与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。
DIS传感器简介资料整理
固定端 固定端
受力端
悬臂梁
悬臂梁是一种弹性元件, 其一端固定,另一端受力。
在受力时,悬臂梁的上、
F
下表面将产生微小的形变 (应变):上表面伸长,下 表面压缩。
F
应变片
在悬臂梁产生应变的部位 粘贴应变片,将悬臂梁的应 变传递到应变片上,从而将 悬臂梁的应变转换为电阻的 变化。
受力方向
当应变片产生形变时,金属电阻 丝被拉伸或压缩,它的电阻发生相 应的变化。
这种转换称为模 / 数转换( A / D 转换) 。 转换的过程:
模拟信号
采样
保持
量化
编码
数字信号
转换过程
U
8
7
6
5
4
3
2
1 0
t
t1
t2
t3
t4
t5
采样时刻 采样
t1
采样电压 4.4
量化 近似值
4
量化值/v
8
7 6 5 4 3 2 1 0
t2
t3
t4
t5
6.7 1.9 2.3
3.6
7
2
2
4
量化信号
ΔU
在塑料膜片的一面蒸发上一层金属膜,经高压电场驻极后, 两个表面分别储存正负电荷,这种材料称为驻极体。
将驻极体振动膜上的金属层作为电极,与固定电极保持一 定的距离,中间以空气作为介质,这就构成了平板电容器。
电容量C = εS/d
驻极体传声器工作原理
电压ΔU 振动膜 固定电极
d
C = εS/d
当振动膜振动时,振动膜与固定 电极之间的距离 d 发生改变,使电容 量C发生相应的变化。
t
采集频率越高,误差越小。
位移传感器资料
位移传感器资料整理一定义位移传感器又称为线性传感器,它分为电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,位移传感器超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器。
电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在开关的感应面将产生一个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量,使振荡器输出幅度线性衰减,然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。
二分类2.1 按运动分类型直线位移传感器和角度位移传感器2.2 按材料分类a.金属膜位移传感器b.导电位移传感器c.光电式位移传感器d.磁敏式位移传感器e.金属玻璃铀传感器f.绕线式位移传感器g.电位器位移传感器2.3 广义分类A 机械式1)模拟式电位器式,电阻应变式,电容式,螺旋管电感式,差动变压式,涡流式,光电式,霍尔器件式,微波式,超声波式2)数字式光栅式和磁栅式B 接近式电容式,涡流式,霍尔效应式,光电式,热释电式,多普勒式,电磁感应式,微波式,超声波式C 转速式一般有光电式D 多普勒式E 液位式浮子式,平衡浮筒式,压差电容式,导电式,超声波式,放射式F 流量及流量式 电磁式,涡流式,超声波式,热导式,激光式,光纤式,浮子式,涡轮式,空间滤波式G 激光位移式三 原理及适用范围1. 机械位移传感器a.电位器式如图3.1.1所示为电位器的一般结构。
图3.1.2所示,电位器上电刷将电阻体电阻分成R 12和R 23,输出电压为U 12。
改变电刷的接触位置R 12亦随之改变,输出电压U 12也随着改变。
b.电容式常用的有变极距和变面积两种。
下面以变极距式电容传感器为例(如图3.1.3所示)进行说明。
可动极板移动引起d 发生变化,由C=εA/d 只要测出电容变化量C ∆就可以求出位移变化量d ∆。
c.螺旋管式电感位移传感器原理:螺旋管中铁芯的位移引起电感的变化,从而通过电感的变化量可求出位移的变化量。
24N AL lπμ=(其中l 为插入线圈的铁芯长度)图3.1.2 电位器电路图3.1.1 电位器的一般结构图3.1.3 变极距式电容传感器原理螺旋管电感位移传感器检测位移从数毫米到数百毫米,缺点是灵敏度低。
(整理)传感器技术绪论
第1篇传感器技术绪论1.传感器引言当我们看见“传感器技术”的时候,大多数同学都不陌生。
传感器已经渗透到了我们生活的各个层面。
看看下表,就知道了。
请同学们自己补充2-3项举例。
看来传感器技术确实是喜欢电子的人必不可少的一项技术。
那么,什么是传感器呢?就做电子技术的人来说,狭义上传感器是将被测量转换为电信号的一种器件或装置。
但是,我们看见上表中出现了体温计和血压计,很多同学认为它们并不是电信号输出。
实际上,国家标准GB7665-87对传感器的定义是:“能够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”。
这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。
现在电信号是最易于处理和便于传输的信号。
所以,我们可以暂时以电信号输出作为我们课程的学习对象的。
传感器也可以定义为是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
1.1人类进步发展与传感器在人类文明史的历次产业革命中,感受、处理外部信息的传感技术一直扮演着一个重要的角色。
在l8世纪产业革命以前,传感技术由人的感官实现:人观天象而仕农耕,察火色以冶铜铁。
从18世纪产业革命以来,特别是在20世纪信息革命中,传感技术越来越多地由人造感官,即工程传感器来实现。
传感器的发展是推动人类进步的巨大力量。
传感器系统代替了人类实现了大量的自动化检测与控制,是把人从繁重的体力劳动中解放出来的关键器件。
那么,把它与人的感觉相比较可以帮助我们学习传感器更多知识。
1.2人的感官与传感器技术人类最早感受周围环境的变化是通过人体感知的,我们的耳可以听见声音、鼻可以闻到味道、眼可以看见周围环境、舌可以品尝各种味道、皮肤可以感受冷暖。
有人说传感器就是电五官,这是说如果将计算机比作人的大脑的话,那么传感器的地位和功能就相当于我们的身体。
传感器知识整理
传感器技术把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量,再进行测量的方法就是非电量电测法。
实现这种转换的器件叫传感器。
一个完整的自动测控系统一般由传感器、测量电路、显示记录装置和电源四部分组成。
自动测控系统通常可分为开环和闭环两种。
传感器技术是以研究传感器的原理、传感器的材料、传感器的制作、传感器的应用为主要内容;以传感器的敏感材料的电、磁、光、声、热、力等物理效应、现象,化学中的各种反应以及生物学中的各种机理为理论基础。
传感器与通信技术、计算机技术一起分别构成了信息技术系统的感官、神经、和大脑,接口电路的作用是把转换元件输出的电信号转换为便于处理、显示、记录和控制的电信号。
经常采用的接口电路有电桥电路和其他特殊电路,如高阻抗输入电路、脉冲电路、震荡电路等。
应该指出的是:并不是所有的传感器必须包括敏感元件和转换元件。
有的传感器需要外加电源才能工作,如差动变压器、应变片组成的电桥等;有的不需要外加电源便能工作;如压电晶体。
传感器的分类;常见的有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。
这种分类方法将被测量分为基本被测量和派生被测量。
电学式传感器有:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡式传感器。
电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器。
主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。
具体请参见教材第4面传感器的静态特性:传感器的线性度是指传感器实际静态特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出的百分比值。
公式为:线性度又称非线性误差,从特性上看线性度越小越好。
灵敏度:是指传感器在稳态下的输出变量dy与dx之比,对于线性传感器灵敏度就是它的静态特性的斜率。
公式为:K=dy/dx迟滞:传感器的迟滞是指传感器的正向星城(输入量增大)和反向行程(输入量减小)期间,输出-输入特性曲线不一致的程度。
自动传感器原理的知识点(已整理)
第一章传感器的一般特性1、传感器的作用是什么?⑴在工业生产自动化、能源、交通、灾害预测、安全防卫、医疗卫生等方面代替人的观感功能,并检查人感官不能感受的参数⑵在工业生产中,起到了工业耳目的作用,冶金工业中为操作人员提供可靠的数据。
⑶工厂自动化的机械手或机器人中,实现高精度测量,保证产品产量和质量⑷在微型计算机中提供可靠准确的信息2、传感器技术的三要素。
传感器由哪三部分组成?三要素:⑴检测(传感)原理⑵材料科学⑶工艺加工三部分:⑴敏感元件⑵转换元件⑶测量电路3、传感器的静态特性有哪些?并理解其意义。
⑴线性度(非线性误差)⑵灵敏度⑶精确度(精度)⑷最小检测量和分辨力⑸迟滞⑹重复性⑺零漂⑻温漂4、画出传感器的组成方框图,理解各部分的作用。
(1)敏感元件:能够完成预变换的器件称为敏感元件,又称为预变换器,将被测非电量预先转换为另一种易于变换为电量的非电量。
(2)转换元件:将感受到的非电量直接转换为电量的器件称为转换元件。
(3)信号调理与转换电路:将转换元件输出的电信号放大并转换成易于处理、显示和记录的电信号(4)辅助电源:为传感器提供能源5、什么是传感器的精度等级?一个0.5级电压表的测量范围是0~100V,那么该仪表的最大绝对误差为多少伏?传感器的精度等级:是传感器和测量仪表在规定条件下其允许的最大绝对误差值相对于其测量范围的百分数,表示测量结果的可靠程度。
A=∆AY F∗S×100%∆A——测量范围内允许的最大绝对误差Y F∗S——满量程输出0.5=x100V解得X=0.5V 该仪表的最大绝对误差为0.5V6、传感器工作在差动状态与非差动状态时的优点有哪些?差动状态:传感器的感受部件传感出信号后产生两个相反的只剩下变化量部分的信号,是放大器只放大变化信号,因此(1)提高了灵敏度,改善非线性。
外界影响作用下产生的是在两个磁通线圈的电磁力之差,因此(2)有一定补偿作用,抗干扰能力提高7、最小检测量与分辨力的定义与计算。
传感器和检测技术复习参考2023年修改整理
《传感器与现代检测技术》复习参考前言知识点第一章 概论1、检测的定义2、传感器的定义、组成、分类传感器(狭义):能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化的器件.传感器(广义):是信号检出器件和信号处理部分的总称.传感器的分类:按测量的性质划分:位移传感器,压力传感器,温度传感器等.按工作的原理划分:电阻应变式,电感式,电容式,压电式,磁电式传感器等.按测量的转换特征划分:结构型传感器和物性型传感器.按能量传递的方式划分:能量操纵型传感器和能量转换型传感器.3、检测系统的静、动态性能指标静态特性可用下列多项式代数方程表示:y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anx n式中:y—输出量;x—输入量;a0—零点输出;a1—理论灵敏度;a2、a3、… 、an—非线性项系数。
1)线性度:指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度,又叫非线性误差.2)灵敏度:指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量的比值.3)迟滞:指传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入曲线不重合的现象.4)重复性:指传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时,所得特性曲线不一致性的程度.5)分辨率:指传感器在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量.6)稳定性:指传感器在室温条件下,通过相当长的时刻间隔,传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异.7)漂移:指传感器在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的变化,包括零点漂移和灵敏度漂移等.4、 传感器的动态特性1)瞬态响应法2)频率响应法第二章 常用传感器1、电阻式传感器(1)基本原理:将被测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。
(2)电阻应变片结构(3)应变效应电阻应变片满足线性关系:,S即为应变片灵敏系数,或用K表示,K=1+2μ。
半导体应变片满足: (4)测量电路A .直流电桥 (电桥形式(单臂、双臂、全桥)、输出电压表达式、电压灵敏度、应变片的位置安放)见课后习题P242 3.5 B .交流电桥(5)温度误差缘由及补偿方法2、 电容式传感器(1) 结构、原理(2) 类型:变极距型:非线性误差大,适用于微小位移量测量变极板面积型:面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极板变化型相比,灵敏度较低,适用于较大角位移及直线位移的测量。
传感器复习重点(传感器原理及其应用)(精心整理)
传感器原理及其应用第一章传感器的一般特性1)信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术,是现代信息产业的三大支柱。
2)传感器又称变换器、探测器或检测器,是获取信息的工具广义:传感器是一种能把特定的信息(物理、化学、生物)按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准(GB7665-87):定义:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3)传感器的组成:敏感元件是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件:将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。
基本转换电路:上述电路参数接入基本转换电路(简称转换电路),便可转换成电量输出。
4)传感器的静态性能指标(1)灵敏度定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量(输入量)的变化值之比,传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。
①纯线性传感器灵敏度为常数,与输入量大小无关;②非线性传感器灵敏度与x有关。
(2)线性度定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比,称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。
线性度又可分为:①绝对线性度:为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。
②端基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。
端基直线定义:实际平均输出特性首、末两端点的连线。
③零基线性度:传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。
④独立线性度:以最佳直线作为参考直线的线性度。
⑤最小二乘线性度:用最小二乘法求得校准数据的理论直线。
(3)迟滞定义:对某一输入量,传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量,这一现象称为迟滞。
即:传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。
(4)重复性定义:在相同工作条件下,在一段短的时间间隔内,同一输入量值多次测量所得的输出之间相互偏离的程度。
高中物理电磁学传感器知识点总结全面整理
(每日一练)高中物理电磁学传感器知识点总结全面整理单选题1、关于传感器,下列说法正确的是()A.金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器B.半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小C.光电鼠标利用的是生物传感器D.电子秤称量物体的质量时利用了干簧管答案:B解析:A.传感器是能将非电学量按一定规律转换成电学量的装置,故A项错误;B.半导体热敏电阻在温度升高时,电阻会变小,B项正确;C.光电鼠标利用的是光电传感器,C项错误;D.干簧管是一种能够感知磁场的传感器,而电子秤称量物体质量是利用了压力传感器,D项错误。
故选B。
2、有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置,该装置采用的传感器是()A.温度传感器B.压力传感器C.生物传感器D.红外线传感器答案:B水位不同,洗衣机筒壁所受压力不同,所以应该采用压力传感器,故B正确,ACD错误。
故选B。
3、许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是()①温度传感器②光传感器③声音传感器④力传感器A.①②B.②③C.③④D.②④答案:B解析:根据题意,天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应,可知控制电路中接入了光传感器。
即使天黑,没声音灯也不亮,可知电路中还接入了声音传感器故选B。
4、如图所示是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(温度越高,其阻值越小),电流表为值班室内的显示器,a、b之间接报警器。
当传感器R2所在处出现火情时,流过显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是()A.I2变大,U变大B.I2变小,U变小C.I2变小,U变大D.I2变大,U变小答案:D当传感器R2所在处出现火情时,R2的阻值减小,则外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流将增大,由U=E-Ir可知,路端电压减小,即报警器两端的电压U将减小;因总电流I增大,则R1两端的电压增大,并联部分的电压减小,则可知流过R3的电流I3减小,流过R2的电流I2=I-I3变大。
高中物理传感器总结整理
高中物理传感器总结整理二、选择题(每空?分,共?分)2、美国科学家Willard S.Boyle与GeorgeE.Snith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有( )B.热敏电阻D.干电池3、当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是( )A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B.电子体温计中主要是采用了温度传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D.电子秤中主要是采用了力电传感器4、关于电子秤中应变式力电传感器的说法正确的是 ( )A.应变片是由导体材料制成B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小C.传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大,输出的电压差值也越大5、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是 ( )A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻6、用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是( )A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器7、传感器担负着信息采集的任务,它常常是( )A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量8、下列技术涉及传感器的应用的是( )A.宾馆的自动门B.工厂、电站的静电除尘C.家用电饭煲的跳闸和保温D.声控开关9、街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )A.压敏性B.光敏性C.热敏性 D.三种特性都利用10、电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置.由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的值.如图K46-1所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说法不正确的是( )A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器可以用来测量速度图K46-111、在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作.传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象如图K46-2所示,其中可能正确的是( )A B C D图K46-212、如图K46-3所示是一个火警报警器电路的示意图.其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )A.I变大,U变小B.I变小,U变大C.I变小,U变小D.I变大,U变大图K46-313、如图K46-4所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明( )A.在温度越高时,热敏电阻阻值越大B.在温度越高时,热敏电阻阻值越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好图K46-414、酒精测试仪的工作原理如图K46-5所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,R0为定值电阻.如图K46-6所示关于电压表示数的倒数()与酒精气体浓度的倒数()之间关系的图象正确的是( )图K46-5A B C D图K46-615、如图K46-7所示是电熨斗的结构图,下列说法正确的是( )A.双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属B.常温下,上、下触点接触;温度过高时,双金属片发生弯曲使上、下触点分离C.需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D.双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断图K46-716、某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图K46-8甲所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件种类,小华同学用电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入如图K46-8乙所示的电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图K46-9甲、乙、丙所示,则下列判断中正确的是( )A.AB间是电容器B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器D.CD间是定值电阻甲乙图K46-8甲乙丙图K46-9三、综合题评卷人得分(每空?分,共?分)17、在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图K46-10所示,在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材).如果小线圈的面积为S,圈数为N匝,小磁体附近的磁感应强度最大值为B,回路的总电阻为R,实验发现,轮子转过θ角,小线圈的磁感应强度由最大值变为零.因此,他说“只要测得此时感应电流的平均值I,就可以测出转轮转速的大小.”请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论作出评价.图K46-10′转动时,元件A发生位移并输出电压信号,成为飞机、航天器等的制导系统的信号源.已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为K、自然长度为L,电源的电动势为E、内阻不计,滑动变阻器总长度为l,电阻分布均匀.系统静止时P在B点,当系统以角速度转动时,请导出输出电压U和的函数式.(要求:写出每步理由及主要方程)参考答案一、未分类1、二、选择题2、【解析】发光二极管是将电转化为光,干电池是把其他能转化为电能,不能作为传感器.【答案】 BC3、【解析】电视机对无线遥控信号的接收主要接收红外线光,红外线属于电磁波也属于光,A对;电脑所用的光电鼠标主要是采用光电传感器,C错.电子体温计最核心的元件就是感知温度的NTC温度传感器,电子体温计是利用温度传感器输出电信号,再将电流信号转换成液晶数字显示温度,同样能保持被测温度的最高值,B对.电子秤中主要是采用了应变片,属于力电传感器.【答案】 ABD4、【解析】应变片是半导体材料制成;应变片的表面拉伸时,其电阻变大,其两端电压变大;传感器输出的是上、下应变片两端的电压之差.【答案】 BD5、【解析】热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化,故B项也可能是光敏电阻,B项错;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化,故D项也可能是热敏电阻,D 错.【答案】 AC6、【解析】红外报警装置正是把光信号转化为电信号的器件.【答案】 A7、ABC [解析] 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件.故选项ABC正确、选项D错误.8、AC D [解析] 宾馆的自动门采用了光电传感器,故选项A正确;家用电饭煲的加热和保温功能的转换采用了热电传感器,故选项C正确;声控开关采用了声电传感器,故选项D正确.9、B [解析] 街旁的路灯和江海里的航标都是利用了半导体的光敏性,晚上光照强度很小,光敏电阻器的电阻很大,白天光照强度很大,光敏电阻器的电阻很小,以此控制电路的通断.10、D [解析] 甲图通过改变角度、乙图通过改变极板正对面积、丙图通过改变板间距离、丁图通过插入电介质的深度来改变电容器的电容量,以达到测量角度、液面高度、压力及位移的目的.11、D [解析] 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作过程中,先向下加速,后向下减速,其加速度先向下后向上,即先失重后超重,选项D正确.12、D [解析] 当R3处出现火情时,其电阻增大,电路中的总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,所以报警器两端的电压增大,其中电流表支路的电流也增大.13、BD [解析] 电流表的示数增大,说明电路中的电流增大,电阻减小,所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的;电阻率减小,导电性能变好,故选项BD正确.14、A [解析] 由于二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,则=kc,电路中U=IR0=,则=,即随变化的函数关系为线性关系,但图象不过坐标原点,选项A正确.15、BCD [解析] 双金属片上层金属的膨胀系数应大于下层金属,这样当温度较高时,双金属片向下弯曲,电路断开;要想得到较高的温度,只需将螺丝下移即可.16、ABD [解析] 直流电路中接入电容器,电路中会产生充电电流,充电完毕后,电流消失;接入定值电阻,瞬间产生稳定电流;接入电感线圈,由于对电流有阻碍作用,不能瞬间达到稳定电流.三、综合题17、结论正确[解析] 设转轮的角速度、转速分别为ω、n,轮子转过θ角所需时间为Δt,通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ,线圈中产生的感应电动势的平均值为E.根据法拉第电磁感应定律有E=N=N由闭合电路欧姆定律得,感应电流的平均值I=又Δt=,n=联立以上各式,得n=由此可见,该同学的结论是正确的.18、【解析】设稳定状态时,弹簧的伸长为x,物块A在弹力Kx的作用下,做匀速圆周运动因电阻分布均匀,所以阻值与长度成正比根据欧姆定律由以上三式解得.【答案】。
(整理)传感器的含义
1、传感器的定义英文名称:transducer / sensor传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
2、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。
被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。
大多数传感器是以物理原理为基础运作的。
化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。
按照其用途,传感器可分类为:压力敏和力敏传感器液面传感器速度传感器加速度传感器湿敏传感器气敏传感器真以其输出信号为标准可将传感器分为:模拟传感器——数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
传感器与检测技术(复习纲要)整理2..
复习重点:1、半桥、全桥差动电路Uo计算:2、3、应变片贴法(弹性元件上粘贴电阻应变片构成,粘合剂形成的胶层必须准确迅速地将披测件应变传进到敏感栅上);4、相敏检波电路分析;5、差动整流电路;6、电涡流式传感器的应用;习题1:第一章——绪论一、选择题1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。
2. 随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展。
其中,典型的传感器智能化结构模式是(D )A.传感器+通信技术B.传感器+微处理器C.传感器+多媒体技术D.传感器+计算机3. 传感器主要完成两方面的功能:检测和(D )A.测量B.感知C.信号调节D.转换4. 传感技术的作用以下说法正确的是:(C )A. 传感技术是产品检测和质量控制的重要手段B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用C. 传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步5. 传感技术的研究内容主要包括:(C)A.信息获取B.信息转换C.信息处理D.信息传输6. 传感器的下列指标全部属于静态特性的是(C )A.线性度、灵敏度、阻尼系数B.幅频特性、相频特性、稳态误差C.迟滞、重复性、漂移D.精度、时间常数、重复性7、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是( D )A.延迟时间B.上升时间C.峰值时间D.响应时间8.传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
9.仪表的精度等级是用仪表的(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示的10.测量范围为-20mA到20mA模拟指针仪表,测得一个实际值是10mA= 2.5% 。
的电流,测得的结果是11mA,则满度相对误差m11.不能实现非接触式测量的传感器是 A 。
(整理)传感器第一章
第一章练习题第一节:机电一体化系统常用传感器知识点一:传感器的定义、组成和功能。
(第一节)1、传感器一般有敏感元件、转换元件和三部分组成。
(200914)2、传感器的组成部分中,直接感受被测物理量的是_____________。
(200502)A、转换元件B、敏感元件C、转换电路D、放大元件3、传感器中直接感受被测量的部分是()(200803)A.转换元件B.敏感元件C.转换电路D.调理电路4、传感器的主要功能是()。
(200901)A传递信息 B感受被测量 C分析、处理信号 D执行要求的操作知识点二:传感器的分类。
(第一节及表1-1)(一)按被测量对象分类:1、下面传感器中属于非接触式传感器的是()。
A.触觉传感器 B.滑动觉传感器 C.压触觉传感器 D.视觉传感器(二)按工作机理分类:2、利用光电效应的传感器属于_____________。
(200302)A、电阻型B、结构型C、物性型D、电感型(三)按被测物理量分类:3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是:_____________。
(200101)A、压力B、力矩C、温度D、厚度4、适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是 _____________。
(200703)A、转度B、温度C、厚度D、加速度(四)按工作原理分类:5、按照工作原理分类,固体图象式传感器属于_____________。
(200103)A、光电式传感器B、电容式传感器C、压电式传感器D、磁电式传感器(五)按传感器能量源分类:6、无源型传感器又称为_____________转换型传感器。
(200314)7、按传感器能量源分类,以下传感器不属于能量转换型的是_____________。
(200603)A、压电式传感器B、热电式传感器C、光电式传感器D、压阻式传感器(六)按输出信号的性质分类:8、按输出信号的性质可将传感器分为、、。
第三节:传感器与检测系统基本特性的评价指标与选用原则。
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一、引言目前,我国传感器行业规模仍然较小,应用范围较窄。
为此,我们亟须转变观念.将传感器的研发由单一物性型传感器的研发,转化为高度集成的新型传感器研发。
新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键.它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。
二、传感器行业发展趋势及展望目前,传感器行业呈现八大发展趋势,即传感器的产业化发展模式、传感器产品全面、协调、持续发展、企业生产规模(年生产能力)向规模经济发展、生产格局向专业化方向发展、传感器大生产技术向自动化方向发展、企业的重点技术改造向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转变、企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展、企业将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。
但是,由于经济发展水平和生产研发资金的限制,我国传感器行业总体技术水平还是相对比较落后的,规模和应用领域都较小。
今天活跃在国际传感器市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家的企业。
在这些国家里,传感器的应用范围很广,许多厂家的生产都实现了规模化,有些企业的年生产能力已达到几千万只甚至几亿只。
相比之下,中国传感器的应用范围还比较窄,更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。
可以预见,未来中国传感器市场的总需求将继续扩大。
国内品牌将通过增加投资、合资等方式逐步渗透到高端市场。
而中低端产品出口将成为国内品牌厂商的选择。
国外新技术输人和应用技术将会带动市场需求向更个性化、分散化的方向发展,国内厂商之间的并购与整合也将很快形成趋势。
三、传感器原理与结构概述1、传感器原理无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时,它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点。
它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关,直接送入计算机,分析处理。
如果需要,无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。
监控中心也可以通过网关把控制、参数设置等信息无线传输给节点。
数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放大,滤波等调理电路后,送到模数转换器,转变为数字信号,送到主处理器进行数字信号处理,计算出传感器的有效值,位移值等。
(原理图)无线通讯模块采用基于IEEE802.15.4标准的无线协议进行数据传输。
IEEE802.15.4主要针对工业,建筑,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等应用领域。
它具有低功耗,传输可靠性高,抗干扰能力强,网络容量大,能够自动组网等特点。
2、传感器网络系统结构传感器网络结构如图1.1,传感器网络由传感器节点、基站(Sink)、Internet或通信卫星、任务管理节点等部分构成。
大量传感器节点随机分布在监测区域,通过协作方式将所采集的数据沿其它传感器节点逐跳传输至基站,最后通过Inter-net或卫星到达需要它的用户。
(网络系统结构图)四、国内传感器产品概述BEETECH无线传感器网络具备自组织、自恢复能力,通信可靠,完全支持微尘网(MESH NETWORKING)它支持三种主要的自组织无线网络类型,即星型结构、网状结构(MESH)和树状结构,特别是网状结构,具有很强的网络健壮性和系统可靠性。
具有动态路由的特点。
1、振动传感器每个节点的最高采样率可设置为4KHz,每个通道均设有抗混叠低通滤波器。
采集的数据既可以实时无线传输至计算机,也可以存储在节点内置的2M数据存储器内,保证了采集数据的准确性。
节点的空中传输速率可以达到250Kbps,有效室外通讯距离可达300m。
节点设计有专门的电源管理软硬件,在实时不间断传输情况下,节点功耗仅30mA,使用内置的可充电电池,可连续测量18小时。
如果选择带有USB接口的节点,您既可以通过USB接口对节点充电,也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。
2、应变传感器节点结构紧凑,体积小巧,由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成,封装在PPS 塑料外壳内。
节点每个通道内置有独立的高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路,可以方便地由软件自动切换选择1/4桥,半桥,全桥测量方式,兼容各种类型的桥路传感器,比如应变,载荷,扭距,位移,加速度,压力,温度等。
节点同时支持2线和3线输入方式,桥路自动配平。
采集的数据既可以实时无线传输至计算机,也可以存储在节点内置的2M数据存储器,保证了采集数据的准确性。
节点的空中传输速率可以达到250K bps,有效室外通讯距离可达300 m。
节点设计有专门的电源管理软硬件,在实时不间断传输情况下,节点功耗仅30mA,使用内置的可充电电池,可连续测量十几个小时。
如果选择带有USB接口的节点,您既可以通过USB接口对节点充电,也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。
3、扭矩传感器节点结构紧凑,体积小巧,封装在树脂外壳内。
节点每个通道内置有高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路,可以方便地由软件自动切换选择1/4桥,半桥,全桥测量方式。
节点同时支持2线和3线输入方式,桥路自动配平。
节点的空中传输速率可以达到250K BPS,有效实时数据传输率达到4K SPS,有效室内通讯距离可达100米。
节点设计有专门的电源管理软硬件,在实时不间断传输情况下,节点功耗仅25mA,使用普通9V电池,可连续测量几十个小时。
对于长期监测应用,以5分钟间隔发送一次扭矩值,数年不需要更换电池,大大提高了系统的免维护性。
五、公司简介北京凯威利亚科技发展有限公司,拥有一支经验丰富的软、硬件研发队伍。
公司的众多技术骨干就一直潜心研究软、硬件技术,长时间以来从事研发工作,专门为不同的用户提供软件、硬件解决方案。
在很长的时间里,我们致力于无线产品的研究,在2000 年的下半年就着手研究433MHz 的无线产品;在此之后,我们研究868MHz 、915MHz 、2.4GHz 频率下的各种产品,广泛应用于电力行业、汽车制造行业、环保行业、军工行业;我们在2005 年的8 月份研发完成了ZigBee 解决方案,实现了短程无线的网络化,无线免冲突传输。
在追求通讯效果的同时,我们更注重降低功耗,我们已经实现了低功耗情况下稳定的无线传输。
现阶段我们致力于:低功耗的“传感器+ 无线传输”,为不同行业提供最佳的解决方案!我公司研发的工业环境无线测温系统,设备已经经过相关部门的检测,在高压环境(110KV 以下电压环境)下把采集的温度实时的传送到地面的监控中心。
经过严格测试得到相关机构和专家的认可!使本公司走在无线测温领域的前沿。
六、主导产品介绍与应用技术1、主导产品(1)CWSN-TII型无线汇聚在433MHz频段上实现和多个CWSN-TII型无线测温终端采集温度数据的通讯,并可以向CWSN-TII型无线测温终端发送指令,在整个测温系统中其处于核心地位,由它来调节整个无线通讯的网络。
通过连接计算机上安装运行的设置软件实现对CWSN-TII型无线测温终端设置。
一般安装在控制中心。
技术特性:可多组管理无线测温终端:32组灵活性:可随时在组内添加、删除无线测温终端与计算机接口:以太网口外置天线:4dbm的增益电源:利用电源适配器AC220供电详细技术参数:频率范围:433MHz-434.79MHz (免申请)最大输出功率:≤10mW 最远传输距离:≤200m (无阻挡)测量循环周期:t*10秒(可以用户设置)防水级别:不防水,实用于室内尺寸:200x119x38mm重量:<600g(2)CWSN-TIII型无线中继器采用无线防冲突组网技术,可多通道传送数据,双向传输数据,可分组管理无线测温终端,实现数据中转,在此基础上可添加CDMA/GPRS模块。
技术特性:可多组管理无线测温终端:32组灵活性:可随时在组内添加、删除无线测温终端双向无线中继:可以双向传输数据外置天线:天线增益大,约4dbm电源:利用电源适配器AC220供电或电池供电、内有高能充电电池,在断电的情况下仍可以用3-5天安装维护:通过配套设施可以快捷、轻松建立,不受地形隔间限制远程数据传输:可以通过添加CDMA/GPRS实现远程传输详细技术参数:频率范围:433MHz-434.79MHz (免申请)最大输出功率:≤10mW最远传输距离:≤300-500m (可视距离)发射电流:17mA测量循环周期:t*10秒(可以用户设置)尺寸:180x90x240mm重量:<1.5kg(3)CWSN-CO2型无线CO2终端在二氧化碳浓度比较高的地方,通过安装无线CO2终端,现场检测浓度值,通过无线发送到指定的接受设备上,安装方便,设备精巧美观。
二氧化碳传感器采用锑化铟铝技术于砷化镓基片上,是一种新的固态NDIR技术。
实时性:实时在线监测实时上传:可按设定时间向上传送数据低功耗:低功耗高灵敏度采用高能电池,以10分钟为数据的传输周期。
准确性:读数的5%灵活性:用户可根据自己的需求,灵活、方便的设置参数,便于安装维护保密性:可透明传输,也可以数据加密年度漂移:不超过±10ppm工作湿度范围:0~95%RH(无凝结)传感器工作寿命:10年实时感应:T90<4s防水、抗震动频率范围:433MHz-434.79MHz (免申请)预热时间:120秒最大输出功率:≤100mW最远传输距离:≤200m (无阻挡)发射电流:≤100mA电源:电池(可更换)工作电压:3V温度范围:-25℃~+55℃测量范围:0~10000ppm测量精度:读数的5%尺寸:132X88X48mm(4)CWSN-PI无线压力、温度传感器采用无线防冲突组网技术,实现对分散的压力点、温度采集点(人员无法接近的危险、恶劣等环境)的压力和温度进行实时在线检测。
整个设备绝缘性好、抗电磁场干扰性能强,能可靠的在各种复杂恶劣环境中运行。
实时性:实时在线监测灵活性:用户可根据自己的需求,灵活、方便的设置参数,便于安装维护外置天线:约1dbm的增益压力准确性:±0.25%温度准确性:±0.5(可选±0.3)热力零点漂移:≤±0.03%F·S/℃电源:电池供电或太阳能供电(根据具体项目情况来决定)频率范围:433MHz-434.79MHz (免申请)最大输出功率:≤10mW最远传输距离:≤300m (可视距离)环境温度:-20℃~60℃工作电压:3.3V电源电压:AC220V 供电或9V(可更换备用电池)测量温度范围:-200-+600测量压力范围:0-2.5MPa(5)CWSN-TIV无线测温终端釆用无线防冲突组网技术,实现对分散的温度釆集点(人员无法接近的危险、恶劣等环境)的温度进行实时在线检测。
整个设备绝缘性好、抗电磁场干扰性能强,能可靠的运行千110KV以下的环境中,从根本上解决了小推车高压开关触点运行温度连续监测的难题,可自供电。