傳感器是一門知識(shí)密集型技術(shù),傳感器的原理各種各樣,它與許多學(xué)科有關(guān),種類繁多,分類方法也很多,廣泛采用的分類方法有如下幾種:
1.按照傳感器的工作機(jī)理,可分為物理型、化學(xué)型、生物型等類型。
2.從構(gòu)成原理,可分為結(jié)構(gòu)型和物性型兩大類型。①結(jié)構(gòu)型傳感器是利用物理學(xué)中場(chǎng)的定律構(gòu)成的,包括力場(chǎng)運(yùn)動(dòng)定律、電磁場(chǎng)電磁定律等。對(duì)于傳感器而言,這種方程式也是其工作時(shí)的數(shù)學(xué)模型,這類傳感器的特點(diǎn)是其性能與結(jié)構(gòu)材料沒有多大關(guān)系,如差動(dòng)變壓器。②物性型傳感器是利用物質(zhì)定律構(gòu)成的,如歐姆定律等。物質(zhì)定律是表示某些客觀性質(zhì)的法則,多數(shù)以物質(zhì)本身的常數(shù)形式表示,代表了傳感器的主要性能,因此,物性型傳感器的性能隨材料的不同而異,如光電管、半導(dǎo)體傳感器等。
3.按照物理原理,可分為電參量式傳感器(包括電阻式、電感式、電容式等基本形式)、磁電式傳感器(包括磁電感應(yīng)式、霍爾式、磁柵式等)、壓電式傳感器、光電式傳感器、氣電式傳感器、波式傳感器(包括超聲波式、微波式等)、射線式傳感器、半導(dǎo)體式傳感器,以及其他原理的傳感器(如振弦式和振筒式等)。有些傳感器的工作原理具有兩種以上的復(fù)合形式,如一些半導(dǎo)體式傳感器。
4.按傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況,可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器。①能量控制型傳感器在信息變換過程中,其能量需外電源供給,如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一類傳感器。②能量轉(zhuǎn)換型傳感器主要是由能量變換元件構(gòu)成,它不需要外電源,如基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理構(gòu)成的傳感器屬于此類傳感器。
5.按傳感器的應(yīng)用,分為位移傳感器、壓力傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器等。
傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置是本公司最新推出為傳感器及相關(guān)學(xué)科的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而開發(fā)的適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備?赏瓿“傳感器原理與應(yīng)用”、“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”、“工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制”、“非電量電測(cè)技術(shù)”“工程檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用”等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)參數(shù):輸入電源:AC220V±5%50±1Hz,額定電流:≤5A,相對(duì)溫度:-5℃~40℃相對(duì)濕度:<75%(25℃),外形尺寸:長(zhǎng)×寬×高=1450×700×1230 mm3。
傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置由主控臺(tái)、處理電路模塊、數(shù)據(jù)采集、傳感器等構(gòu)成。
1、主控制屏
控制屏為鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)用電設(shè)有漏電保護(hù)及熔絲短路保護(hù),直流電源設(shè)置短路保護(hù)電路。還提供專用電源、溫度源、氣源、振動(dòng)源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集控制器,各種測(cè)試儀表等。其技術(shù)要求如下:
(1)多路穩(wěn)壓直流電源:提供高穩(wěn)定、小紋波系數(shù)±15V、+5V、±2V~±10V可調(diào)、2V~+24V可調(diào)四路直流穩(wěn)壓電源。具有過流保護(hù)及短路保護(hù)功能,可顯示正常、故障狀態(tài)。
(2)信號(hào)源:可調(diào)音頻信號(hào)源0.4kHz~10kHz;可調(diào)低頻信號(hào)源1Hz~30Hz。
(3)轉(zhuǎn)動(dòng)源控制:控制轉(zhuǎn)動(dòng)源轉(zhuǎn)速,2V~+24V輸出,數(shù)字式電壓顯示。
(4)等精度頻率/轉(zhuǎn)速表:可測(cè)量頻率(具有內(nèi)測(cè)與外測(cè)功能)、轉(zhuǎn)速。采用高精度的等精度頻率計(jì),使在不同頻率段保證一致的精度。頻率測(cè)量范圍為1 ~100KHz,轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍為1 ~100000轉(zhuǎn)/分。
(5)直流電壓表:測(cè)量范圍為0~20V,量程為200mV ,2V,20V,四檔直鍵開關(guān)切換,具有內(nèi)測(cè)與外測(cè)功能,輸入阻抗大,精度高,三位半數(shù)顯。
(6)溫度源:控制溫度源溫度,采用高精度智能化PID調(diào)節(jié)溫度控制儀表控制。多種輸入輸出規(guī)格,人工智能調(diào)節(jié)以及參數(shù)自整定功能,先進(jìn)控制算法,溫度控制精度0.5級(jí),溫度<200℃(可調(diào))。
(7)轉(zhuǎn)動(dòng)源:轉(zhuǎn)動(dòng)盤速度0~2400轉(zhuǎn)/分(可調(diào)),與光纖、光電、渦流、磁電、霍爾傳感器等配合進(jìn)行測(cè)速實(shí)驗(yàn)。
(8)振動(dòng)源:振動(dòng)梁采用雙平衡式懸臂梁結(jié)構(gòu),梁端裝有永久磁鋼,振動(dòng)梁頻率1 Hz~30Hz(可調(diào))。共振頻率12Hz左右。
(9)氣源:手動(dòng)氣壓源0~20kpa,裝有氣壓表。
(10)傳感器固定架:裝有螺旋測(cè)微器。
(11)計(jì)時(shí)器:0~9999s,精確到0.1s。
(12)數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件:數(shù)據(jù)采集卡采用USB接口、12位A/D轉(zhuǎn)換、采樣速度10萬次/秒,采樣速度可以選擇。采樣方式分單步采樣、定時(shí)采樣、連續(xù)采樣,具有虛擬儀表功能。提供的處理軟件有良好的計(jì)算機(jī)顯示界面,可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇與編輯,數(shù)據(jù)采集,特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等功能,更注重根據(jù)不同信號(hào)設(shè)定采集的速率、定時(shí)單步采樣周期。軟件還具備虛擬示波器功能。
(13)、附加說明:控制屏的正面右邊設(shè)有一個(gè)大凹槽,能容納四個(gè)模塊,實(shí)驗(yàn)時(shí)把要用得模塊掛上,足夠滿足一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,拆卸方便。
2、實(shí)驗(yàn)桌
實(shí)驗(yàn)桌桌面主材料采用三聚氰胺貼面板,臺(tái)面材料采用貼面防火板,造型美觀大方。桌面有防火、絕緣、防水、防污、耐磨等功能。桌面右方預(yù)留有顯示器安放位置,實(shí)驗(yàn)桌設(shè)有兩個(gè)抽屜,一個(gè)用于放置鍵盤、一個(gè)用于放置傳感器元件、工具、連接線、資料等;實(shí)驗(yàn)桌右下方可放置計(jì)算機(jī),左下方可放置模塊。桌面用于安裝控制屏并提供一個(gè)寬敞的工作臺(tái)面。
3、處理電路模塊
包括:SM-1公共模塊:有移相器、相敏檢波器、低通濾波器組成。
SM-2應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-3差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-4電容式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-5霍爾式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-6壓電式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-7電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-8溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-9壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-10光纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-11氣敏傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K:燈光顯示濃度。
SM-12濕敏傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K:燈光顯示濕度。
SM-13超聲位移傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K(數(shù)字直接顯示)。
SM-14扭矩傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-17熱釋電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-18硅光電池實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
SM-19光柵位移傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。
4、傳感器
包括:電阻應(yīng)變式傳感器(簡(jiǎn)易電子稱,裝加熱器)、差動(dòng)變壓器、電容式傳感器、霍爾式位移傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、電渦流位移傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、集成溫度傳感器、Pt100鉑電阻、Cu50銅電阻、PN結(jié)溫度傳感器、正溫?zé)崦綦娮琛⒇?fù)溫?zé)崦綦娮、光電轉(zhuǎn)速傳感器、光敏電阻、熱釋電傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、光纖位移傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器、硅光電池、超聲波位移傳感器、PSD位置傳感器、扭矩傳感器、CCD電荷耦合器件、光柵位移傳感器等29種傳感器。