28/05/2023,hardwarebee
一个模拟传感器传感器是一种测量物理量或环境条件和模拟形式提供了一个输出信号。模拟信号是连续的,在一系列的值可能会有所不同,而不是离散的数字信号,由二进制值(0和1)。
模拟传感器检测和转换的物理现象,如温度、压力、光强度、或声音,成比例的电信号。这些传感器通常利用各种原则,包括电阻、电容、电感、电压,测量和代表输入变量。
一个模拟传感器的输出通常是电压或电流信号输入被测成正比变化。例如,温度传感器可能会输出一个电压信号对应的温度被感觉到。数量和测量输出信号之间的关系通常是线性的,虽然在某些情况下,它可以是非线性和需要额外的校准或转换。
模拟传感器常用在许多应用程序中,包括工业控制系统、环境监测、医疗设备、科研、和许多其他人。这些传感器所产生的模拟信号可以进一步处理,放大,或转换成数字形式使用模拟数字转换器(adc)为进一步分析与数字系统接口,显示或存储。
传感器是一种感官的设备或措施物理量测量并产生一个输出成正比。物理量包括水平、流量、湿度、温度、压力、速度、和更多。有各种类型的物理量,因此有几种传感器检测物理量的变化。
传感器分为很多类型和类别。本文将介绍模拟传感器。
传感单元可以是一个简单的传感器或一些额外的组件。如果一个传感器与单片机,第二块是必需的。
利用小型传感器生成的输出,系统采用由多个块如放大器、adc等。模拟传感器产生连续或模拟信号。来自这些传感器的输出信号需要被连接到其他电子设备。因为传感器输出通常是小(在volt的分数),一个放大器是必要的输出转换成一个有用的形式。放大信号通过一个模拟-数字转换器(ADC)数字化输出,然后可以由单片机处理。
这些是这两个术语可以互换。但有一个区别。传感器是一种检测装置,对物理参数的变化如温度、光、速度和压力。它将这些变化转换成电信号。另一方面,传感器是一种形式的能量转换装置,或物理质量到另一个。虽然所有的传感器是传感器,并不是所有的传感器可以被认为是传感器。
下面列出了一些最常见的模拟传感器:
加速度计是用来测量加速度的力量(造成的力改变物体的运动,位置,或振动)。有两种类型的加速度力,静态和动态。静态加速度是重力的一个例子,这是不断作用于地球表面。这些类型的力量帮助检测设备的方向。静态加速度在很大程度上可预见的和统一的。另一方面,动态加速度是不可预测和不均匀是由设备的运动引起的。因此,动态加速度允许传感器检测的运动和变化速度(加速度)的设备。
加速度计是用来测量物体的位移。许多加速器使用弹簧-质量系统来测量加速度。这些感应器背后的基本物理原理称为胡克定律。即,“力需要扩展或压缩弹簧的距离成正比,距离。”
F = kx
k之间的比例常数是F(力)和x(位移)。
加速时产生的力是应用于弹簧-质量系统。根据牛顿第二运动定律,
F = ma
F = ma = kx
如果应用力F,加速生产和质量是流离失所。如果我们观察位移x,然后给出加速度,
一个= kx / m
如果我们观察加速度,则给出位移
x = ma / k
压力传感器是设备和测量气体或液体的压力。是电子测量仪器的检测、控制、阅读、显示和跟踪各种外加压力的变化。然后解释物理数据转变成电信号。压力被定义为一个单位面积上的力。
P = F / A
有多种方法来分类。压力传感装置工作在不同的电气原理,因此有许多不同的类型和应变仪一样,电容式、压电式、压敏电阻、光学、共振、热压力传感器。每个人都有独特的应用程序需求。
本文概述常用的应变压力传感器。有四个应变仪以及传感元素(隔膜)。应变仪由一个特殊的导电材料被称为压敏电阻材料。它的电阻随着外加电压的变化而异。
惠斯登电桥的应变仪连接配置。隔膜扩张和收缩压力应用或松了一口气。这些应变仪测量物理变形,并将其转换成电信号。
桥是∆V的输出,应用应变或力成正比f .导体的电阻成正比的长度和横截面积成反比。适用于压力,隔膜延伸(因此长度增加,而横截面积减少),并同时阻力增加。电阻的变化与压力成正比。
光电探测器光电设备,光或其他任何形式的电磁辐射转换成电信号。大部分情况下,这些变化都是用于检测电磁辐射在可见光区域。可用的传感器能够检测的频率从红外到紫外(光子)。有许多不同的方法来实现光电传感器。所有光传感器操作根据以下原则之一。
光电导性:这些照片传感器暴露于光线时改变其导电性能。它们通常存在于二极管。光敏二极管工作在光电导和光电效应。一些常见的传感器基于光电导效应:
光生伏打效应:这张照片传感器基于光电效应广泛应用于太阳能系统。
光电效应:有一个广泛的传感器可用光电效应。这些都是常见的成像设备,电眼(自动门感应单元),光谱,条形码扫描仪,等一些常见的基于光电效应的传感器有:
原则的选择取决于特定的应用程序需求,如所需的灵敏度、速度、和光谱范围。
光电探测器的主要类型被称为光敏二极管。他们是最简单、最常见的一种光电传感器。他们在光电效应工作的。他们是由半导体材料,小,探测效率很高。二极管,所以由pn结或p i n连接(销连接),在“我”的内在(无掺杂)层夹在p型和n型半导体。这一层提高了二极管的光电探测能力。
当他们接触到光和有足够能量的光子(h大于带隙能量如)的光敏二极管的表面,运营商正在兴奋,有效马力(电子空穴对)创建。光电流,或产生电流,直接与光的强度成正比。这个电流相反的方向从普通整流二极管。因为他们是为了在反向偏置的模式下工作。这个反向电流称为光电流。光电流的大小取决于光的强度。看一看原理图,光电二极管连接在反向偏置的配置。
他们是用来检测声音信号(振动的形式),并将其转换成输出信号。它很简单,易于使用和成本效益。
声音传感器的工作原理很简单,类似于我们的耳朵。在ear中,隔膜存在检测声波并将其转换成信号。本文将讨论声音传感器和电电容式麦克风。
温度传感器对辣度和冷漠的对象并以电信号的形式给出结果。它们通常用于传感温度固体、液体和气体。这些是最常用的传感器。像、热水器、熨斗、温度计、加热和冷却系统在家里,等。有几种不同类型的温度传感器,和他们每个人都有自己的应用领域。
他们可以大致分类基于连接方式如下。
热电偶是常用的电子温度传感装置,操作基于塞贝克效应。他们有广泛的操作温度范围,是简单、便宜,快速响应时间,是可靠的。
在热电偶,两种不同的金属线连接在一起,形成两个连接。这两种金属有不同的导率在一个给定的温度。随着温度的升高,电导率差异也会增加。因此,热电偶在高温更可靠和有效的。一个连接被称为热结,而另一个被称为冷端。热接点也称为测量结,而另结终端作为参考。一个电动势(EMF)是有温度变化时产生的。电压表检测电压差,以伏,成正比冷热路口之间的温差。
传感器类型不同的有效性取决于应用程序使用它们,使它具有挑战性的决定的最好的选择。多个传感器类型可以充分满足许多应用程序的要求。
模拟传感器发挥重要作用在风险识别提醒维护团队的任何偏离最优操作条件。结合预测维护策略、传感器允许维护团队执行纠正措施,避免任何潜在的失败。