1引言
在自動(dòng)化控制系統中,傳感器處系統之首,它直接作用于被測量,并能按定規律將被批量轉換成同種或別種量值輸出,快速,、精確地獲取信息,并能經(jīng)受?chē)揽岘h(huán)境考驗,是機電一體化達到高水平的保證。若缺少這些傳感器對系統狀態(tài),和對信息精確而可靠的自動(dòng)檢測,系統的信息處理、控制決策等功能就無(wú)法談及和實(shí)現。
2傳感器的研究現狀及發(fā)展
工程上,通常把直接作用于被測量,能按一定規律將其轉換成同種或劇種量值輸出的器件,稱(chēng)為傳感器。傳感器的作用類(lèi)似于人的感覺(jué)器官!也可以認為是人類(lèi)感官的延伸。傳感器主要用于檢測自動(dòng)化系統自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機電一體化系統的運作提供必須的相關(guān)信息。
現代科技的發(fā)展不斷地向傳感器技術(shù)提出新的要求,推動(dòng)傳感器技術(shù)的發(fā)展。與此同時(shí),傳感器技術(shù)迅速吸取和綜合各個(gè)科技領(lǐng)域(如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等)的新成就,開(kāi)發(fā)出新的方法和裝置。傳感技術(shù)已成為重要的現代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。
3常見(jiàn)傳感器的分類(lèi)
3.1光敏傳感器
光敏傳感器是最常見(jiàn)的傳感器之一,它的種類(lèi)繁多,主要有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽(yáng)能電池、紅外線(xiàn)傳感器、紫外線(xiàn)傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器·CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長(cháng)在可見(jiàn)光波長(cháng)附近,包括紅外線(xiàn)波長(cháng)和紫外線(xiàn)波長(cháng)。光傳感器不只局限于對光的探測,它還可以分為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進(jìn)行檢測,只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應用最廣的傳感器之一,它在自動(dòng)控制和非電量檢測技術(shù)引中占有非常重要的地位。最簡(jiǎn)單的光敏傳感器是光敏電阻,當光子沖擊接合處就會(huì )產(chǎn)生電流。
3.2熱電阻傳感器
熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加這一特性來(lái)進(jìn)行
溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用最多的是鉑和銅,此外
已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材制造熱電阻。熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫
度變化而變化這一特性來(lái)測量溫度及與溫度有關(guān)的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場(chǎng)合,這種傳感器較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數大、線(xiàn)性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測量-200°C~+500°C范圍內的溫度。
3.3電容式物位傳感器
電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,進(jìn)行測量和控制生產(chǎn)過(guò)程,
主要用作類(lèi)導電與非導電價(jià)一質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠距離連續測量和指示。電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路組成,它以?xún)删€(xiàn)制4-20mA恒定電流輸出為基型,經(jīng)過(guò)轉換,可以用三線(xiàn)或四線(xiàn)方式輸出,輸出信號形成為1~5v、0~5v、0~l0mA等標準信。電容傳感器由絕緣電極和裝有
測量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時(shí),因非導電物料的介電常數明顯小于空氣的介電常數,所以電容量隨著(zhù)物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調制原理進(jìn)行測量的優(yōu)點(diǎn)使頻率較低,對周?chē)漕l干擾、穩定性好、線(xiàn)性好、無(wú)明顯溫度漂移等。
4結語(yǔ)
傳感器技術(shù)是綜合了測量技術(shù)、半導體技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、精密儀器、仿生化學(xué)、材料工程等眾多學(xué)科相互交叉的高新技術(shù)密集型前沿技術(shù)之一,是現代新技術(shù)革命和信息社會(huì )的重要基礎是自動(dòng)化檢測與自動(dòng)控制技術(shù)不可缺少的重要組成部分,是中外公認的具有廣闊發(fā)展前途的高新技術(shù),所以也得到各大高校重視和投入資金開(kāi)展項目研究。同時(shí),通過(guò)對傳感器技術(shù)的了解,為研究課題的后續工作奠定了基礎。