|
xinxichulijishuqudedejinzhanyijiweichuliqihejisuanjijishudegaosufazhan,douxuyaozaichuanganqidekaifafangmianyouxiangyingdejinzhan。weichuliqixianzaiyijingzaicelianghekongzhixitongzhongdedaoleguangfandeyingyong。suizhezhexiexitongnenglidezengqiang,zuoweixinxicaijixitongdeqianduandanyuan,chuanganqidezuoyongyuelaiyuezhongyao。chuanganqiyichengweizidonghuaxitonghejiqirenjishuzhongdeguanjianbujian,zuoweixitongzhongdeyigejiegouzucheng,qizhongyaoxingbiandeyuelaiyuemingxian。
最廣義地來說,傳感器是一種能把物理量或化學量轉變成便於利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC:International Electrotechnical Committee)的定義為:“傳感器是測量係統中的一種前置部件,它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是:“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”,而“傳感器係統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的傳感器”。傳感器是傳感器係統的一個組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關口。
傳感器係統的原則框圖示於圖1-1,jinruchuanganqidexinhaofudushihenxiaode,erqiehunzayouganraoxinhaohezaosheng。weilefangbiansuihoudechuliguocheng,shouxianyaojiangxinhaozhengxingchengjuyouzuijiatexingdeboxing,youshihaixuyaojiangxinhaoxianxinghua,gaigongzuoshiyoufangdaqi、lvboqiyijiqitayixiemonidianluwanchengde。zaimouxieqingkuangxia,zhexiedianludeyibufenshihechuanganqibujianzhijiexianglinde。chengxinghoudexinhaosuihouzhuanhuanchengshuzixinhao,bingshurudaoweichuliqi。
德(de)國(guo)和(he)俄(e)羅(luo)斯(si)學(xue)者(zhe)認(ren)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)是(shi)由(you)二(er)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)的(de),即(ji)直(zhi)接(jie)感(gan)知(zhi)被(bei)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)的(de)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)部(bu)分(fen)和(he)初(chu)始(shi)處(chu)理(li)信(xin)號(hao)的(de)電(dian)路(lu)部(bu)分(fen)。按(an)這(zhe)種(zhong)理(li)解(jie),傳(chuan)感(gan)器(qi)還(hai)包(bao)含(han)了(le)信(xin)號(hao)成(cheng)形(xing)器(qi)的(de)電(dian)路(lu)部(bu)分(fen)。
傳感器係統的性能主要取決於傳感器,傳感器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類傳感器:有源的和無源的。有源傳感器能將一種能量形式直接轉變成另一種,不需要外接的能源或激勵源(參閱圖1-2(a))。
有源(a)和無源(b)傳感器的信號流程
無源傳感器不能直接轉換能量形式,但它能控製從另一輸入端輸入的能量或激勵能
傳感器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其“對象”可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態可以是靜態的,也可以是動態(即過程)的de。對dui象xiang特te性xing被bei轉zhuan換huan量liang化hua後hou可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi檢jian測ce。對dui象xiang的de特te性xing可ke以yi是shi物wu理li性xing質zhi的de,也ye可ke以yi是shi化hua學xue性xing質zhi的de。按an照zhao其qi工gong作zuo原yuan理li,傳chuan感gan器qi將jiang對dui象xiang特te性xing或huo狀zhuang態tai參can數shu轉zhuan換huan成cheng可ke測ce定ding的de電dian學xue量liang,然ran後hou將jiang此ci電dian信xin號hao分fen離li出chu來lai,送song入ru傳chuan感gan器qi係xi統tong加jia以yi評ping測ce或huo標biao示shi。
gezhongwulixiaoyinghegongzuojilibeiyongyuzhizuobutonggongnengdechuanganqi。chuanganqikeyizhijiejiechubeiceliangduixiang,yekeyibujiechu。yongyuchuanganqidegongzuojizhihexiaoyingleixingbuduanzengjia,qibaohandechuliguochengriyiwanshan。
常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬:
光敏傳感器——視覺 聲敏傳感器——聽覺
氣敏傳感器——嗅覺 化學傳感器——味覺
壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺
與yu當dang代dai的de傳chuan感gan器qi相xiang比bi,人ren類lei的de感gan覺jiao能neng力li好hao得de多duo,但dan也ye有you一yi些xie傳chuan感gan器qi比bi人ren的de感gan覺jiao功gong能neng優you越yue,例li如ru人ren類lei沒mei有you能neng力li感gan知zhi紫zi外wai或huo紅hong外wai線xian輻fu射she,感gan覺jiao不bu到dao電dian磁ci場chang、無色無味的氣體等。
對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)設(she)定(ding)了(le)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)要(yao)求(qiu),有(you)一(yi)些(xie)是(shi)對(dui)所(suo)有(you)類(lei)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)適(shi)用(yong)的(de),也(ye)有(you)隻(zhi)對(dui)特(te)定(ding)類(lei)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)適(shi)用(yong)的(de)特(te)殊(shu)要(yao)求(qiu)。針(zhen)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)和(he)結(jie)構(gou)在(zai)不(bu)同(tong)場(chang)合(he)均(jun)需(xu)要(yao)的(de)基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)是(shi):
高靈敏度抗幹擾的穩定性(對噪聲不敏感) 線性容易調節(校準簡易)
高精度高可靠性 無遲滯性工作壽命長(耐用性)
可重複性抗老化 高響應速率抗環境影響(熱、振動、酸、堿、空氣、水、塵埃)的能力
選擇性安全性(傳感器應是無汙染的) 互換性低成本
寬測量範圍小尺寸、重量輕和高強度 寬工作溫度範圍
|