一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1,进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象,也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加,其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度,抗干扰的稳定性(对噪声不敏感),线性,容易调节(校准简易),高精度,高可靠性,无迟滞性,工作寿命长(耐用性) ,可重复性,抗老化,高响应速率,抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ,选择性,安全性(传感器应是无污染的),互换性 低成本 ,宽测量范围,小尺寸、重量轻和高强度,宽工作温度范围 。二、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。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途,传感器可分类为: 压力敏和力敏传感器 ,位置传感器 , 液面传感器 能耗传感器 ,速度传感器 ,热敏传感器,加速度传感器,射线辐射传感器 ,振动传感器,湿敏传感器 ,磁敏传感器,气敏传感器,真空度传感器,生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为: 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。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。
上传时间: 2013-10-11
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书籍名称:新型传感器技术及应用 作者:刘广玉 陈明 出版社:北京航空航天大学出版社 书籍来源:网友推荐 文件格式:PDG 内容简介:本书系综合目前国内外有关文献及作者的研究成果编著而成。主要内容有:传感器敏感材料;微机械加工技术;传感器建模;硅电容式集成传感器;谐振式传感器;声表面波传感器;薄膜传感器;光纤传感器;场效应管型化学传感器;固态成象传感器;Smart传感器等十一章。从敏感材料、微机械加工技术到一些先进传感器的设计原理、应用和发展情况作了较全面、深入的讨论。 前言第一章 新型传感器综述第一节新型传感效应第二节新型敏感材料第三节新加工工艺第二章 新型固态光电传感器第一节普通光敏器件阵列第二节自扫描光电二极管阵列 SSPD第三节光电位置传感器 PSD第四节输液监测中的光电传感器第三章 电荷耦合器件 CCD第一节CCD的物理基础第二节CCD的工作原理第三节CCD器件第四节CCD在测量中的应用第四章 光纤传感器第一节光纤传感原理第二节常见光纤传感器第三节光纤传感器的应用第五章 集成传感器第一节集成压敏传感器第二节集成温敏传感器第三节集成磁敏传感器第四节集成传感器应用实例第六章 化学传感器第一节离子敏传感器第二节气敏传感器第三节湿敏传感器第四节工业废水拜谢的自动监测第七章 机器人传感器第一节机器人传感器的功能与分类第二节机器人视觉传感器第三节机器人触觉传感器第四节机器人接近觉传感器第九章传感器的信号处理第一节信号处理概述第二节传感器的信号引出第三节信号补偿电路第四节精密放大电路第十章新型传感器在几何量测量中的应用第一节光学透镜心偏差的测量第二节超光滑表面微观轮廓的测量第三节光学表面疵病度的测量附录参考文献
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上传时间: 2013-11-10
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现代传感器技术与应用,本书共分为三编。第一编分为三章,重点介绍了传感器技术的基础知识,介绍了传感器的基本概念、基本特性、数学模型以及传感器的标定和选用规则,第二编分为七章,重点介绍了常见传感器的基本原理、特性、测量电路以及应用;第三编分为十一章,重点介绍了新型传感器的工作原理、特性以及应用。在每一章后给出了思考题和练习题,在部分章节中给出了例题分析。.本书的内容整体上以信号与信息处理为主线,由浅人深,以传感器的基本概念和工作原理为基础,突出各类传感器的应用,便于读者理解和掌握。..本书可以作为理工科高等院校的教材和教学参考书,也可供有关工程技术人员参考. 第一编 传感器技术总诊第1章 传感器概论第2章 传感器的基本特性第3章 传感器的选用与标定第二编 常见传感器原理及应用第4章 电容式传感器第5章 压电式传感器第6章 电阻应变式传感器第7章 光电式传感器第8章 热电式传感器第9章 电感式传感器第10章 磁电式传感器第三编 新型传感器原理及应用第11章 光导纤维与光纤传感器第12章 气敏传感器第13章 湿敏传感器第14章 仿生传感器第15章 超声波与超声传感器第16章 红外辐射与红外探测器第17章 微波传感器第18章 射线式传感器第19章 生物传感器第20章 超导传感器第21章 智能传感器参考文献
标签: 现代传感器
上传时间: 2013-11-15
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在借鉴传统检测方法的基础上,根据压路机振动信号与压实程度的相关关系,提出了一种随车压实度实时检测系统。该系统利用振动传感器采集压路机振动信号,并将该信号进行A/D转换,放大、滤波,在时域和频域进行数字信号处理,进而提取出压实度实时数值。通过大量现场试验验证,本系统计算出的压实度值与传统压实度检测结果,具有高度的一致性和准确性。
上传时间: 2015-01-02
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该软件是关于无刷直流电动机无传感器调速控制的汇编程序,对应的DSP处理器是TMS320F240,解压后会出现CCS开发环境下的整个工程。
上传时间: 2014-12-01
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该双恒压供水控制系统是以PLC控制为核心,变频调速技术为基础,并结合压力传感器、变频器、水泵、继电器、接触器等组成。在此系统中,PLC将压力设定值与测量值的偏差经PID运算后得到的控制量作用到变频器,从而通过变频器控制水泵的转速调节管网的压力,实现恒压供水的目的
上传时间: 2014-01-06
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集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路,它是利用晶体管的b-e 结压降的不饱和 值VBE与热力学温度T 和通过发射极电流I 的下述关系实现对温度的检测:
上传时间: 2016-07-11
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S-35390A是可以在超低消耗电流、宽工作电压范围内工作的2线CMOS实时时钟IC。工作电 压为1.3 ~ 5.5 V、可适用于从主电源电压到备用电池电压的宽幅电源电压。通过0.25 μA的计 时消耗电流和宽范围的计时电源电压,可大幅度地改善电池的持续时间。在使用备用电池工 作的系统中,内置的自由寄存器可作为用户备用存储器来使用。在主电源切断前存储在寄存 器中的信息,可在电压恢复后的任何时候读出。 本产品因为内置了时钟校正功能,所以可以在很宽的范围内校正因振荡电路的频率偏差所导 致的时钟数据的提前或滞后。通过此功能和温度传感器的结合,可根据温度变化来对时钟进 行校正,从而实现不受环境温度影响的高精度的计时功能
上传时间: 2016-10-16
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具有桥式结构的传感器很多,如利用应变原理、磁电阻原理和其他变电阻原理的传感器,可以实现对压力、位移、加速度、磁场等物理量的测试。这种结构的差分输出可以增加灵敏度,也有一定抵消外加干扰的能力。而且有的虽不是差分输出,比如电阻分压式的输出,可以认为是“半桥”,我们还可以人为的加上另一半,即加上一对精密电阻和一个电位器组成另一个分压电路,形成差分输出。每次调节电位器使差分输出为0,抵消零磁电压。
上传时间: 2014-01-04
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DS18B20是美国DALLAS公司继DS1820之后推出的增强型单总线数字温度传感器。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1. DS18B20的新性能 (1) 可用数据线供电,电压范围:3.0~5.5V; (2) 测温范围:-55~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃; (3) 可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃; (4) 12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字; (5) 负压特性:电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。 (6) 温度转换时间由DS1820的2s降为750ms,且灵敏度大为提高,在逐渐升温的水中与精度为±0.5℃的温度计几乎同步,且回复性很好; (7) 每个芯片唯一编码,支持联网寻址,零功耗等待。
上传时间: 2013-12-27
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