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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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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利用热电半导体致冷组件和DS18B20数字温度传感器,以及嵌入式技术,在AT89S51控制下,使用增量式数字PID算法和PWM技术,实现嵌入式小型恒温冷藏箱的设计,同时该小型冷藏箱增加有显示箱内温度,以及通过按键设定制冷温度的功能。综合结果表明:该小型恒温冷藏箱精度高,制冷快,成本低,不使用任何制冷剂,没有污染源,以及简易的温度设定和直观的温度显示。
上传时间: 2013-10-11
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热电偶冷端自动补偿和非线性校正的算法研究,介绍了应用2元4次最小二乘法实现热电偶热电动势-温度的自动转换。
上传时间: 2014-01-07
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为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程,以及实现热电转换的原理过程。 本设计应用性比较强,设计系统可以作为生物培养液温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测,利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便,控制灵活等优点。
标签: 传感器
上传时间: 2017-05-31
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华大HC32L136额温枪方案,包含AD设计的原理图+PCB+BOM+软件程序及调试注意说明,采用模拟热电堆传感器。拿到即可以量产,详细的电路调试说明及参数调整,2层板设计,大小为77x28mm, 双面布局布线,AD设计的工程文件,包括完整的原理图和PCB文件,可以做为你的设计参考。
上传时间: 2022-01-11
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传感器基于炜盛的MRT311热电堆MCU基于STM32F030内含温度传感器标定方法和RT阻值表内含源代码和PCB板
上传时间: 2022-05-15
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是一个集成的热电偶测量系统,基于AD7124-4/AD7124-8低功耗、低噪声、24位-型模数转换器(ADC),针对高精度测量应用而优化。使用该系统的热电偶测量在−50°C至+200°C的测量温度范围内具有±1°C的整体系统精度。系统的典型无噪声码分辨率约为15位。AD7124-4可配置为4个差分或7个伪差分输入通道,而AD7124-8可配置为8个差分或15个伪差分输入通道。片内低噪声可编程增益阵列(PGA)确保ADC中可直接输入小信号。
标签: adc
上传时间: 2022-05-25
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全书共分三篇17章。第一篇着重介绍工程测试基础和传感器技术基础,内容包括:测试的基础知识、信号分析基础、测试系统的特性及传感器技术概论;第二篇着重从应用的角度,介绍常用传感器的原理、结构及应用,内容包括:电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、光电式传感器、热电式传感器和数字式传感器,以典型示例的形式给出各种传感器在工程测试中的具体应用,详细论述常见物理量的测试方法;第三篇主要介绍新型传感器与检测技术,内容包括:光纤传感器、固态图像传感器、辐射式传感器、微型传感器等新型传感器的基本原理、基本特性和应用实例;本书最后还介绍了计算机辅助测试系统的组成、设计以及虚拟测试仪器,并以综合应用示例的形式分析了其应用特点。全书内容信息量大,突出传感器的原理与应用,各章均附有习题或思考题。本书可作为机械工程、测控技术及仪器、自动化等专业的教材或参考书,也可供相关专业工程技术人员参考。
上传时间: 2022-07-18
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该产品采用高度集成化工艺将力敏元件(PVDF压电膜)、灵敏度温度补偿元件、感温元件、信号调理电路电路集成在传感器内。压电式原理采集信号,模拟信号输出,输出同步于脉搏波动的脉冲信号,脉搏波动一次输出一正脉冲。该产品可用于脉率检测,如运动、健身器材设备中的心率测试。从传感器检测到的脉搏信号转化为电压信号送入电压跟随器,起到缓冲的作用,使前级和后级隔离开来,避免相互干扰。输出的信号经前置放大后送入高通滤波器,以滤除传感器的热电干扰,再经过低通滤波器滤除环境中的高频干扰。处理完的信号送入后级继续放大以便得到干扰小且清晰的信号,此信号经比较器和二极管整流后直接送入单片机处理,以驱动显示电路和报警电路。本系统电路的软件部分能够精确跟踪微小心电信号的频率。所采用的技术是单片机的断捕获功能以及数学算法误差消除、硬件结构误差消除。
上传时间: 2022-07-29
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