常見(jiàn)傳感器有哪些，是如何工作的？
什么叫傳感器
微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網(wǎng)絡(luò )化。它是實(shí)現自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線(xiàn)敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(lèi)。
傳感器
溫度傳感器
溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量?jì)x表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類(lèi)。
接觸式
接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計。溫度計通過(guò)傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。
一般測量精度較高。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6～300K范圍內的溫度。
非接觸式
它的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來(lái)測量運動(dòng)物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對象的表面溫度，也可用于測量溫度場(chǎng)的溫度分布。最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律，稱(chēng)為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計）、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計）和比色法（見(jiàn)比色溫度計）。
非接觸測溫優(yōu)點(diǎn)
測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對最高可測溫度原則上沒(méi)有限制。對于1800℃以上的高溫，主要采用非接觸測溫方法。隨著(zhù)紅外技術(shù)的發(fā)展，輻射測溫 逐漸由可見(jiàn)光向紅外線(xiàn)擴展，700℃以下直至常溫都已采用，且分辨率很高。
工作原理
電阻傳感
金屬隨著(zhù)溫度變化，其電阻值也發(fā)生變化。
對于不同金屬來(lái)說(shuō)，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號。
電阻共有兩種變化類(lèi)型
正溫度系數
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負溫度系數
溫度升高 = 阻值減少
溫度降低 = 阻值增加
熱電偶傳感
熱電偶由兩個(gè)不同材料的金屬線(xiàn)組成，在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導體，所以稱(chēng)之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時(shí)，輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數值大約在5～40微伏/℃之間。
挑選方法
熱電偶
熱電偶是溫度測量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環(huán)境，而且結實(shí)、價(jià)低，無(wú)需供電，也是最便宜的。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(xiàn)(金屬A和金屬B)構成，當熱電偶一端受熱時(shí)，熱電偶電路中就有電勢差?？捎脺y量的電勢差來(lái)計算溫度。
熱敏電阻
熱敏電阻是用半導體材料， 大多為負溫度系數，即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會(huì )造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線(xiàn)性度極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標準化的熱敏電阻曲線(xiàn)。
加速度傳感器
加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，通過(guò)對質(zhì)量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據傳感器敏感元件的不同，常見(jiàn)的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。
分類(lèi)
壓電式
壓電式加速度傳感器又稱(chēng)壓電加速度計。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應，在加速度計受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當被測振動(dòng)頻率遠低于加速度計的固有頻率時(shí)，則力的變化與被測加速度成正比。
壓阻式
基于世界領(lǐng)先的MEMS硅微加工技術(shù)，壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特點(diǎn)，易于集成在各種模擬和數字電路中，廣泛應用于汽車(chē)碰撞實(shí)驗、測試儀器、設備振動(dòng)監測等領(lǐng)域。
電容式
電容式加速度傳感器是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計是對比較通用的加速度傳感器。在某些領(lǐng)域無(wú)可替代，如安全氣囊，手機移動(dòng)設備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計采用了微機電系統（MEMS）工藝，在大量生產(chǎn)時(shí)變得經(jīng)濟，從而保證了較低的成本。
伺服式
伺服式加速度傳感器是一種閉環(huán)測試系統，具有動(dòng)態(tài)性 能好、動(dòng)態(tài)范圍大和線(xiàn)性度好等特點(diǎn)。其工作原理，傳感器的振動(dòng)系統由 "m-k”系統組成，與一般加速度計相同，但質(zhì)量m上還接著(zhù)一個(gè)電磁線(xiàn)圈，當基座上有 加速度輸入時(shí)，質(zhì)量塊偏離平衡位置，該位移大小由位移傳感器檢測出來(lái)，經(jīng)伺服放大器 放大后轉換為電流輸出，該電流流過(guò)電磁線(xiàn)圈，在永久磁鐵的磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁恢復力，力圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中原來(lái)的平衡位置上，所以伺服加速度傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下工作。
光纖傳感器
光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光信號經(jīng)過(guò)光纖送入調制器，使待測參數與進(jìn)入調制區的光相互作用后，導致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，成為被調制的信號源，在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測器，經(jīng)解調后，獲得被測參數。
原理
光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調制器，使待測參數與進(jìn)入調制區的光相互作用后，導致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，稱(chēng)為被調制的信號光，再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響，完成測量。
光纖傳感器工作原理
?。?）功能型——利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成
?。?）傳光型——光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化。
特點(diǎn)
靈敏度較高；
幾何形狀具有多方面的適應性，可以制成任意形狀的光纖傳感器；
可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉等）的器件；
可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；
而且具有與光纖遙測技術(shù)的內在相容性。
轉自：工程控制網(wǎng)
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