感應(yīng)式傳感器,簡(jiǎn)述電磁感應(yīng)式曲軸位置傳感器的工作原理


1、自感式電感傳感器和互感傳感器有什么區(qū)別?
磁敏式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量(如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器也稱為電動(dòng)式傳感器或感應(yīng)式傳感器。磁電感應(yīng)式傳感器是利用導(dǎo)體和磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)式的,它不需要輔助電源就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電信號(hào),是有源傳感器。 電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、、重量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量L或互感量M的變化,再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出的裝置。磁電式傳感器有基于電磁感應(yīng)的磁電式傳感器和霍爾式傳感器。霍爾式傳感器和電感式傳感器從形體上到原理上都無(wú)相似之處。電磁感應(yīng)的磁電式傳感器和電感的相似點(diǎn)是都有線圈。不同點(diǎn)是,基于電磁感應(yīng)的磁電式傳感器磁路有永磁體,而電感的磁路中沒(méi)有永磁體,由此產(chǎn)生原理上和應(yīng)用上都有不同。電感式傳感器的特點(diǎn)是:①無(wú)活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長(zhǎng);②分辨率高;③靈敏度高;④線性度高、重復(fù)性好;⑤測(cè)量范圍寬(測(cè)量范圍大時(shí)分辨率低);⑥無(wú)輸入時(shí)有零位輸出電壓,引起測(cè)量誤差;⑦對(duì)激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高;⑧不適用于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量。電感式傳感器主要用于位移測(cè)量和可以轉(zhuǎn)換成位移變化的機(jī)械量(如力、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、液位、比重、轉(zhuǎn)矩等)的測(cè)量。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。在實(shí)際應(yīng)用中,這三種傳感器多制成差動(dòng)式,以便提高線性度和減小電磁吸力所造成的附加誤差。
2、生活中常見(jiàn)的傳感器有哪五種?各有什么作用?
一、五種常用的傳感器類型
(一)溫度傳感器
該設(shè)備從源頭收集有關(guān)溫度的信息,并轉(zhuǎn)換成其他設(shè)備或人可以理解的形式。溫度傳感器的最佳例證是玻璃水銀溫度計(jì),會(huì)隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測(cè)量的來(lái)源,觀察者觀察汞的位置以測(cè)量溫度。溫度傳感器有兩種基本類型:
● 接觸式傳感器——這種類型的傳感器需要與被感測(cè)對(duì)象或介質(zhì)直接物理接觸。它們可以在很大的溫度范圍內(nèi)監(jiān)控固體、液體和氣體的溫度。
● 非接觸式傳感器——這種類型的傳感器不需要與被檢測(cè)的物體或介質(zhì)發(fā)生任何物理接觸。它們監(jiān)控非反射性固體和液體,但由于天然透明性,因此對(duì)氣體無(wú)用。這些傳感器使用普朗克定律測(cè)量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測(cè)量溫度。
不同類型溫度傳感器的工作原理及實(shí)例
(1)熱電偶——它們由兩根電線(每根均為不同的均勻合金或金屬)組成,通過(guò)在一端的連接形成測(cè)量接頭,該測(cè)量接頭對(duì)被測(cè)元件開(kāi)放。電線的另一端端接到測(cè)量設(shè)備,在此形成參考結(jié)。由于兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同,電流流過(guò)電路,測(cè)量得到的毫伏來(lái)確定結(jié)點(diǎn)的溫度。熱電偶示意圖如下。
(2)電阻溫度檢測(cè)器(RTD)——這是一種熱電阻,其制造目的是隨著溫度的變化改變電阻,它們比任何其他溫度檢測(cè)設(shè)備都貴。電阻式溫度探測(cè)器示意圖如下。
(3)熱敏電阻——它們是另一種電阻,電阻的大變化與溫度的小變化成正比。
(二)、紅外傳感器
該設(shè)備發(fā)射或檢測(cè)紅外輻射以感知環(huán)境中的特定相位。一般來(lái)說(shuō),熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發(fā)出的,紅外傳感器檢測(cè)到這種人眼看不見(jiàn)的輻射。
工作原理
其基本原理是利用紅外發(fā)光二極管向物體發(fā)射紅外光。同一類型的另一個(gè)紅外二極管將用于探測(cè)物體反射波。
當(dāng)紅外接收器受到紅外光照射時(shí),導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生電壓差。由于產(chǎn)生的電壓很小,很難被檢測(cè)到,因此使用運(yùn)算放大器(運(yùn)放)來(lái)準(zhǔn)確地檢測(cè)低電壓。
測(cè)量物體與接收傳感器的距離:紅外傳感器組件的電特性可用于測(cè)量物體的距離,當(dāng)紅外接收器受到光照時(shí),導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生電位差。
(三)紫外線傳感器
這些傳感器測(cè)量入射紫外線的強(qiáng)度或功率。這種電磁輻射的波長(zhǎng)比x射線長(zhǎng),但仍比可見(jiàn)光短。一種被稱為聚晶金剛石的活性材料正被用于可靠的紫外傳感,紫外線傳感器可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境暴露在紫外線輻射下的情況。
工作原理
紫外線傳感器接收一種類型的能量信號(hào),并傳輸不同類型的能量信號(hào)。
為了觀察和記錄這些輸出信號(hào),它們被導(dǎo)向電表。為了生成圖形和報(bào)告,輸出信號(hào)被傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),然后再通過(guò)軟件傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。
(四)觸摸傳感器
觸摸傳感器根據(jù)觸摸位置充當(dāng)可變電阻器。觸摸傳感器作為可變電阻工作的圖。
原理與工作
部分導(dǎo)電材料反對(duì)電流的流動(dòng)。線性位置傳感器的主要原理是,當(dāng)電流必須通過(guò)的材料長(zhǎng)度越長(zhǎng)時(shí),電流就越相反。因此,材料的電阻通過(guò)改變其與完全導(dǎo)電材料接觸的位置而變化。
通常,軟件與觸摸傳感器相連。在這種情況下,內(nèi)存是由軟件提供的。當(dāng)傳感器被關(guān)閉時(shí),他們可以記憶“最后一次接觸的位置”。一旦傳感器被激活,他們就能記住“第一次接觸位置”,并理解與之相關(guān)的所有值。這個(gè)動(dòng)作類似于移動(dòng)鼠標(biāo)并將其定位在鼠標(biāo)墊的另一端,以便將光標(biāo)移動(dòng)到屏幕的遠(yuǎn)端。
(五)接近傳感器
接近傳感器檢測(cè)幾乎沒(méi)有任何接觸點(diǎn)的物體的存在。由于傳感器與被測(cè)物體之間沒(méi)有接觸,且缺少機(jī)械零件,因此這些傳感器的使用壽命長(zhǎng),可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應(yīng)式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器等。
工作原理
接近傳感器發(fā)射電磁或靜電場(chǎng)或電磁輻射束(如紅外線),并等待返回信號(hào)或場(chǎng)中的變化,被感測(cè)的物體稱為接近傳感器的目標(biāo)。
● 感應(yīng)式接近傳感器——它們有一個(gè)振蕩器作為輸入,通過(guò)接近導(dǎo)電介質(zhì)來(lái)改變損耗電阻。這些傳感器是首選的金屬目標(biāo)。
● 電容式接近傳感器——它們轉(zhuǎn)換檢測(cè)電極和接地電極兩側(cè)的靜電電容變化。這是通過(guò)以振蕩頻率的變化接近附近的物體而發(fā)生的。為了檢測(cè)附近的目標(biāo),將振蕩頻率轉(zhuǎn)換為直流電壓,并與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。這些傳感器是塑料目標(biāo)的首選。
4、通常傳感器可以分為哪幾類?
傳感器可以根據(jù)測(cè)量物理量的類型、測(cè)量原理、工作方式、使用范圍等多個(gè)方面進(jìn)行分類。以下是常見(jiàn)的幾類傳感器分類:
1.按照測(cè)量物理量的類型:壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、加速度傳感器、角度傳感器、光電傳感器、聲音傳感器等。
2.按照測(cè)量原理的分類:電感式傳感器、電容式傳感器、磁敏傳感器、電阻式傳感器、光電傳感器等。
按照工作方式的分類:主動(dòng)式傳感器、被動(dòng)式傳感器、檢測(cè)式傳感器、控制式傳感器等。
4.按照使用范圍的分類:一般工業(yè)傳感器、特種傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、安全防范傳感器等。
此外,還有一些特殊的傳感器,如微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器、壓電傳感器、振動(dòng)傳感器等。傳感器的分類可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行選擇。
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