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傳感器的分類詳細介紹

時間:2013/9/3閱讀:2158
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根據輸入物理量可分為:位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。
根據工作原理可分為:電阻式、電感式、電容式及電勢式等。
根據輸出信號的性質可分為:模擬式傳感器和數字式傳感器。即模擬式傳感器輸出模擬信號,數字式傳感器輸出數字信號.
根據能量轉換原理可分為:有源傳感器和無源傳感器。有源傳感器將非電量轉換為電能量,如電動勢、電荷式傳感器等;無源程序傳感器不起能量轉換作用,只是將被測非電量轉換為電參數的量,如電阻式、電感式及電容光煥發式傳感器等。
 
光電式傳感器
光電式傳感器分為:光柵式和碼盤式兩種。
光柵式傳感器光柵形成的莫爾條紋把角位移轉換成光電信號。光柵有兩塊,一為固定光柵,另一為裝在表盤軸上的移動光柵。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿系統使表盤軸旋轉,帶動移動光柵轉動,使莫爾條紋也隨之移動。光電管、轉換電路和顯示儀表,計算出移過的莫爾條紋數量,測出光柵轉動角的大小,從而確定和讀出被測物質量。
碼盤式傳感器的碼盤(符號板)是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃,上面帶有按編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉時,碼盤也隨之轉過角度。光電池將透過碼盤接受光信號并轉換成電信號,然后由電路進行數字,zui后在顯示器上顯示出代表被測質量的數字。光電式傳感器曾主要用在機電結合秤上。
液壓式傳感器 ,在受被測物重力P作用時,液壓油的壓力增大,增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值,確定被測物的質量。液壓式傳感器結構簡單而牢固,測量范圍大,但準確度不超過1/100。
電磁力式傳感器
它承重臺上的負荷與電磁力相平衡的原理工作(圖5)。當承重臺上放有被測物時,杠桿的一端向上傾斜;光電件檢測出傾斜度信號,經放大后流入線圈,產生電磁力,使杠桿恢復至平衡。對產生電磁平衡力的電流進行數字轉換,確定被測物質量。電磁力式傳感器準確度高,可達 1/2000~1/60000,但稱量范圍僅在幾十毫克至10千克。
電容式傳感器,它電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d 的正比例關系工作(圖6 )。極板有兩塊,一塊固定不動,另一塊可移動。在承重臺加載被測物時,板簧撓曲,兩極板的距離發生變化,電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化求出承重臺上被測物的質量。電容式傳感器耗電量少,造價低,準確度為1/200~1/500。
磁極變形式傳感器
鐵磁元件在被測物重力作用下發生機械變形時,內部產生應力并引起導磁率變化,使繞在鐵磁元件(磁極)兩側的次級線圈的感應電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量求出加到磁極上的力,進而確定被測物的質量。磁極變形式傳感器的準確度不高,為1/100,適用于大噸位稱量工作,稱量范圍為幾十至幾萬千克。
振動式傳感器 彈性元件受力后,其固有振動頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,求出被測物作用在彈性元件上的力,進而求出其質量。振動式傳感器有振弦式和音叉式兩種。
 
振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時,V形弦絲的交點被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差,求出被測物的質量。振弦式傳感器的準確度較高,可達1/10001/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結構,加工難度大,造價高。
音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測出振蕩頻率。當承重臺上加有被測物時,音叉拉伸方向受力而固有頻率,的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,求出重物施加于音叉上的力,進而求出重物質量。音叉式傳感器耗電量小,計量準確度高達 1/100001/200000,稱量范圍為500g10kg。
陀螺儀式傳感器轉子裝在內框架中,以角速度ωX軸穩定旋轉。內框架經軸承與外框架聯接,并可繞水平軸 Y 傾斜轉動。外框架經萬向聯軸節與機座聯接,并可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 (X在未受外力作用時保持水平。轉子軸的一端在受到外力(P/2)作用時,產生傾斜而繞垂直軸Z 轉動進動。進動角速度ω與外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,求出外力大小,進而求出產生此外力的被測物的質量。

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