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传感器在生活中的应用

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引言

传感器就是能感受外界信号刺激,将被测量信息传出的装置,一般由敏感元件和转换元件组成。随着社会日益进步,机械制造类传感器行业也有了很大发展,随着各行各业发展传感器行业也迎来了新的机遇。

传感器产品的门类品种繁多,用于流程工业的主要有:温度传感器、压力传感器、重量传感器、流量传感器、液位传感器、氧敏传感器,各种力敏传感器、气敏传感器、分析仪表等,用于机械工业的还有:开关类的接近/定位传感器、安全门开关等安全传感器、旋转编码器、视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等。

目前国内传感器共分10大类,24小类,6000个品种。而国内品种更多,如美国约有17000种传感器,所以我国发展传感器品种的领域很宽广。

中国传感器的市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%,2003年销售额为186亿元,同比增长32.9%;而世界非军用传感器市场1998年为325亿美元,平均增长率为9%,预计2008年将增加到506亿美元。2003年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备,其中工业和汽车电子产品占市场份额的33.5%。由于改革开放,我国巨大的市场,引来了各国厂商如西门子、横河、霍尼韦尔、欧姆龙、邦纳等公司,这为最终用户和工业设备制造厂带来了很大的便利,而国内传感器和检测仪表生产虽有发展,但这远不能跟上形势的要求。各国传感器生产和研发的规模在不断扩大,美国约有1300家生产和开发传感器的厂家,100多个研究院所和院校,日本有800家厂商。我国近年建立了传感器技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室等研发基地,初步建立了敏感元件和传感器产业,2000年总产量超过13亿只,目前我国已有1688家从事传感器的生产和研发的企业,其中从事MEMS研制生产的已有50多家,到“十五”末期,敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只。

我国在参与国际传感器市场竞争方面也走出了新路子,如沈阳仪表科学研究院的“传感器国家研究中心”,已向美国出口力敏传感器芯片40万只。

传感器技术包括敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术四个方面,约有30多种技术。随着微电子技术的发展,传感器技术发展很快,我国研发的力量尚需大量

投入,特别要加强具有自主知识产权的传感器的开发、科研成果的转化及传感器生产产业化问题,在我国更是迫在眉睫的问题,在批量生产情况下,控制传感器产品性能(主要是稳定性、可靠性),使之合格率很高,就需要有先

进的制造工艺和自动化水平很高的工艺设备,我国应在开发专用工艺设备上下功夫,解决传感器生产产业化的“瓶颈”问题;在传感器的应用上,特别是新型传感器的应用上,还没大力推广,改革开放创造了有利条件,各种工业设备应用了先进的传感器,这扩大了传感器市场,也使我国新型传感器生产产业化有了动力。

我国在传感器生产产业化过程中,应该兼顾引进国外技术和自主创新两方面。在引进国外先进技术中,可以提高自己的技术,同时也满足了国内市场的需求,形成了传感器生产产业规模。如横河公司最近发布的EJX多变量变送器,就是个可以考虑引进技术的例子,它精度高(0.025%)、智能化程度高,采用现场总线技术,由于能把质量流量、介质压力及导管堵塞、诊断、蒸气伴热诊断和孔板磨损情况等多种变量和信息经现场总线传输给中央控制室;对保证生产和提供设备维护信息、保证安全运行都很有利,这种新型变送器的发展,配合了自动化系统管控一体化的变革,只有信息源头能力强了,信息丰富了,才能使信息化更好促进生产力发展。

另外,它有广阔的市场,因为它在石油化工、冶金、电力等多个行业均用量很大。

第1章传感器的工作原理

1.1传感器的定义

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 Electro technical 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Gospel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)能力的系统”。传感器是传感系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类: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。

1.2传感器的原理结构

1、在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为基础扭矩传感器;在轴上固定着:

(1)能源环形变压器的次级线圈,

(2)信号环形变压器初级线圈,

(3)轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。

图1 其他传感器

2、在传感器的外壳上固定着:

(1)激磁电路,

(2)能源环形变压器的初级线圈(输入),

(3)信号环形变压器次级线圈(输出),

(4)信号处理电路。

1.3传感器的工作原理

首先向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈。由基准电源与双运放组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器放大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转换器变换成频率信号,通过信号环形变压器从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。

由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。

图2 传感器原理图

第2章传感器的组成与分类

2.1 传感器的组成

传感器的种类繁多,其工作原理、性能特点和应用领域各不相同,所以结构、组成差异很大。但总的来说,传感器通常由敏感元件、转换元件及测量电路组成,有时还加上辅助电源,如图3所示。

图3 传感器组成框图

1) 敏感元件

敏感元件是指传感器中能直接感受被测量的变化,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。敏感元件是传感器的核心,也是研究、设计和制作传感器的关键。如图3所示是一气体压力传感器的示意图。膜盒2的下半部与壳体1固定,上半部通过连杆与磁芯4相连,磁芯4置于两个电感线圈3中,后者接入测量电路5。这里的膜盒就是敏感元件,其外部与大气压力ap相通,内部感受被测压力p。当p变化时,引起膜盒上半部移动,即输出相应的位移量。

图4 气体压力传感器

2) 转换元件

转换元件是指传感器中能将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号的部分。在图4中,转换元件是可变电感线圈3,它把输入的位移量转换成电感的变化。

需要指出的是,并不是所有的传感器都能明显地区分敏感元件和转换元件两部分,有的传感器转换元件不止一个,需要经过若干次的转换;有的则是二者合二为一。

3) 测量电路

测量电路又称转换电路或信号调理电路,它的作用是将转换元件输出的电信号进行进一步的转换和处理,如放大、滤波、线性化、补偿等,以获得更好的品质特性,便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。测量电路的类型视传感器的工作原理和转换元件的类型而定,一般有电桥电路、阻抗变换电路、振荡电路等。

2.2 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。

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。

2)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。

在外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类:

(1)按照其所用材料的类别分

金属聚合物陶瓷混合物

(2)按材料的物理性质分

导体绝缘体半导体磁性材料

(3)按材料的晶体结构分

单晶多晶非晶材料

3) 与采用新材料紧密相关的传感器开发工作,可以归纳为下述三个方向:

(1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应,然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。

(2)探索新的材料,应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。

(3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应,并在传感器技术中加以具体实施。

现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。

4) 按照其制造工艺,可以将传感器区分为:

集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器

(1)集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。

(2)薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。

(3)厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。

(4)陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。

完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。

每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。

5) 各种不同形式的传感器:

a、压力传感器

b、霍尔传感器

c、光传感器

d、水位传感器

图5 各种传感器

第3章传感器在生活中的应用

3.1 传感器的作用

现在的信息技术发展革命,用人自身感觉器官既无法得到准确的数据,同时对很多无法用器官感测的事物不得不望而止步,而传感器就是一种代替人的感觉器官来获取信息、数据的媒介。

在工业生产中,对于高精密的产品要借助各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。

在医学中,借助传感器能够更好分析病因,得到一个好的治疗方案。

在科研究中,传感器更具有突出的地位。许多领域人的感官还有简易的传感器根本无法得到精确的数据,必须借助高精密的传感器来实现分析测量。例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到cm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。

传感器的一般模式:

图6 一般模式

一般情况下传感器产生的电压(流)等物理量的信号值都是相当弱的,难以带动执行机构去实现控制动作,所以一般都是与将传感器各种门电路、放大电路结合在一起使用。

3.2 传感器的应用

3.2.1 智能手机

1)距离传感器:

手机中使用的是近距离传感器。一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中,这样便于它的工作。当用户在接听或拨打电话时,将手机靠近头部,距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭,拿开时再度点亮背景灯,这样更方便用户操作也更为节省电量。

距离感应主要是利用各种元件检测对象物的物理变化量,通过将该变化量换算为距离,来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同,分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。

2)光线传感器

从2002年的诺基亚7650(7650还带有扬声器感应)开始,便有了光线传感器,它的好处就是可以根据手机所处环境的光线来调节手机屏幕的亮度和键盘灯。比如在光线充足的地方,屏幕很亮,键盘灯就会关闭;相反,在暗处,键盘灯就会亮,屏幕较暗(与屏幕亮度的设置也有关系),这样既保护了眼睛又节省了能量,一举两得。光线传感器位于前摄像头旁边的一个小点,如果在光线充足的情况下(室外或者是灯光充足的室内),大概在2-3秒之后,键盘灯会自动熄灭,即使你再操作机子,键盘灯也不会亮, 除非到了光线比较暗的地方,又一个键盘灯才会自动的亮起来;如果在光线充足的情况下,你试着用手将光线感应器遮上,2-3秒之后,键盘灯会自动亮起来,这个就是光线感应器的作用,是起到一个节电的功能。

图7 光线、距离感应器在手机上的实际应用

3)重力传感器

现大部分的智能机都使用到重力传感器,使手机更加的人性化,重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转,在玩游戏可以代替上下左右,比如说玩赛车游戏,可以不通过按键,将手机平放,左右摇摆就可以代替模拟机游戏的方向左右移动了。手机重力感应指的是手机内置重力摇杆芯片,支持摇晃切换所需的界面和功能,翻转静音,甩动切换视频等,是一种非常具有使用乐趣的功能。

4)红外线传感器

在几年前智能手机还没出现的时候,功能机遍布天下,有些生产商就突发奇想的把红外传感器植入手机从而使手机具有了遥控器的功能,但由于实用性太差被淘汰了,现在智能机大行其道一些高端智能手机重拾了这一功能。得益于智能机强大的性能,这一功能被发挥得淋漓尽致。通过红外遥控器,可以遥控电视,空调等很多可以遥控的家电设备,不失为一个实用的功能。

图8 双元热释电红外传感器

5)温度传感器

手机中的温度传感器应用,可以准确的显示当前的温度,帮助用户更便捷地了解气候变化,及时添衣减衣。未来手机还有可能在一些手持设备中加入湿度和气压传感器,提醒他们及时补充水分和调节空间温湿度,去高海拔地区游玩可以精确的知道自己所处位置的海拔高度。

有很多传感器用户不是很熟悉的传感器,比如:陀螺仪传感器、加速度传感器,他们也为手机的功能实现做了不小的贡献。

陀螺仪传感器就是内部有一个陀螺,它的轴由于陀螺效应始终与初始方向平行,这样就可以通过与初始方向的偏差计算出实际方向。手机里陀螺仪传感器实际上是一个结构非常精密的芯片,内部包含超微小的陀螺。陀螺仪传感器测量是参考标准是内部中间在与地面垂直的方向上进行转动的陀螺。通过设备与陀螺的夹角得到结果。陀螺仪传感器对设备旋转角度的检测是瞬时的而且是非常精确的,能满足一些需要高分辨率和快速反应的应用比如FPS游戏(现代战争3.4)的瞄准。而且陀螺仪配合加速计可以在没有卫星和网络的情况下进行导航,这是陀螺仪的经典应用。

加速度传感器是用来检测手机受到的加速度的大小和方向的,而手机静置的时候是只受到重力加速度的,所以很多人把加速度传感器功能又叫做重力感应功能。加速度传感器的强项在于测量设备的受力情况。对但用来测量设备相对于地面的摆放姿势,则精确度不高。加速度传感器可用于有固定的重力参考坐标系、存在线性或倾斜

运动但旋转运动被限制在一定范围内的应用。同时处理直线运动和旋转运动时,就需要把加速度传感器和陀螺仪传感器结合起来使用。如果还想设备在运动时不至于迷失方向,就再加上磁力计。

3.2.2 电脑

温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。计算机发展到现在,效能不断的推陈出新,越来越多的新功能被添加到计算机上。因此计算机需要处理繁重的数据,依赖于CPU和GPU的协同合作,造成计算机内部温度上升很高,为了不烧毁硬件,在计算机内部植入传感器检测温度就变得理所当然。

热敏电阻和集成温度传感器是笔记本电脑常用的两种温度传感器,以下就介绍下这两种温度传感器的工作原理及使用。

1)热敏电阻

热敏电阻按温度对电阻特性变化一般可分为正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻及临界温度系数热敏电阻。正温度系数热敏电阻及临界温度系数热敏电阻的电阻特性会在特定温度发生急剧变化,适合用于定温度检测或限制在较小的温度范围内。负温度系数热敏电阻主要为氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物的复合烧结体,这些金属氧化物材料都具有半导体性质,当温度较低时,半导体内的电子-空穴对儿数目较少,因此电阻较高。当温度升高时,热敏电阻内的电子-空穴对儿数量增加,因此导电率增加,电阻值下降。

2)集成温度传感器

集成温度传感器是目前笔记本电脑普遍采用的温度传感器,具有精确度高、响应速度快、体积小、功耗低、软件界面控制方便等优点。温度检测的主要机制为集成温度传感器内部的电流源和ADC,集成温度传感器的工作原理是利用半导体PN结正向压降在不同的温度下具有不同导通压降的特性进行温度测量的。

电脑里温度的检测是很重要的,而且CPU也是他温度检测的重要目标之一。无论是Intel或AMD的CPU,CPU内部都含有提供远程温度检测用的二极管,以提供温度传感器,直接检测CPU内部管芯的温度,并对其进行精确的温度控制。同样在电脑里需要用到检测的有图像处理芯片,内存,硬盘,光驱等等。温度检测的目的也

就是让电脑的嵌入式微控制器能对电脑作适当的电源管理及热管理。精确的温度传感器检测能让系统发挥最高的效能,精确的温度传感器检测能降低系统噪音并延长计算机电池使用时间,精确的温度传感器检测能提高系统稳定性,增加产品竞争力。

3.2.3 数码相机

数码相机之所以能够拍摄图像,跟相机内一个元件有莫大的关系,这个元件就是图像传感器。现在的数码相机和手机相机的图像传感器共有两种:CCD和CMOS。CCD与CMOS传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器,两者都是利用感光二极管(photodiode)进行光电转换,将图像转换为数字数据,而其主要差异是数字数据传送的方式不同。

造成这种差异的原因在于:CCD的特殊工艺可保证数据在传送时不会失真,因此各个象素的数据可汇聚至边缘再进行放大处理;而CMOS工艺的数据在传送距离较长时会产生噪声,因此,必须先放大,再整合各个象素的数据。

由于数据传送方式不同,因此CCD与CMOS传感器在效能与应用上也有诸多差异,这些差异包括:

1)灵敏度差异:由于CMOS传感器的每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成(含放大器与A/D转换电路),使得每个象素的感光区域远小于象素本身的表面积,因此在象素尺寸相同的情况下,CMOS传感器的灵敏度要低于CCD传感器。

2)成本差异:由于CMOS传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺,可以轻易地将周边电路(如AGC、CDS、Timing generator、或DSP等)集成到传感器芯片中,因此可以节省外围芯片的成本;除此之外,由于CCD采用电荷传递的方式传送数据,只要其中有一个象素不能运行,就会导致一整排的数据不能传送,因此控制CCD传感器的成品率比CMOS传感器困难许多,即使有经验的厂商也很难在产品问世的半年内突破50%的水平,因此,CCD传感器的成本会高于CMOS传感器。

3)分辨率差异:如上所述,CMOS传感器的每个象素都比CCD传感器复杂,其象素尺寸很难达到CCD传感器的水平,因此,当我们比较相同尺寸的CCD与CMOS 传感器时,CCD传感器的分辨率通常会优于CMOS传感器的水平。例如,目前市面上CMOS传感器最高可达到210万象素的水平(OmniVision的OV2610,2002年6月推出),其尺寸为1/2英寸,象素尺寸为4.25μm,但Sony在2002年12月推出了ICX452,

其尺寸与OV2610相差不多(1/1.8英寸),但分辨率却能高达513万象素,象素尺寸也只有2.78mm的水平。

4)噪声差异:由于CMOS传感器的每个感光二极管都需搭配一个放大器,而放大器属于模拟电路,很难让每个放大器所得到的结果保持一致,因此与只有一个放大器放在芯片边缘的CCD传感器相比,CMOS传感器的噪声就会增加很多,影响图像品质。

5)功耗差异:CMOS传感器的图像采集方式为主动式,感光二极管所产生的电荷会直接由晶体管放大输出,但CCD传感器为被动式采集,需外加电压让每个象素中的电荷移动,而此外加电压通常需要达到12~18V;因此,CCD传感器除了在电源管理电路设计上的难度更高之外(需外加power IC),高驱动电压更使其功耗远高于CMOS传感器的水平。举例来说,OmniVision近期推出的OV7640(1/4英寸、VGA),在30 fps的速度下运行,功耗仅为40mW;而致力于低功耗CCD传感器的Sanyo公司去年推出了1/7英寸、CIF等级的产品,其功耗却仍保持在90mW以上,虽然该公司近期将推出35mW的新产品,但仍与CMOS传感器存在差距,且仍处于样品阶段。

CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器,而CMOS 传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过,随着CCD与CMOS传感器技术的进步,两者的差异有逐渐缩小的态势,例如,CCD传感器一直在功耗上作改进,以应用于移动通信市场(这方面的代表业者为Sanyo);CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足,以应用于更高端的图像产品。

图9 CCD和CMOS两种传感器实物及结构图(左为CCD)

3.2.4 空调

温度传感器有以下几种:

1)室内环境温度传感器

室内环境温度传感器通常安装在室内机热交换器的出风口处,它的主要作用有三个:一是在制冷或制热期间检测室内的温度,控制压缩机转速的运行时间;二是在自动运行模式下控制工作状态;三是控制室内风扇的转速。

2)室内盘管温度伟感器

室内盘管温度伟感器采用金属外壳,安装在室内热交换器的表面上,它的主要作用有四个:一是制冷期间防过冷保护,二是制热期间防过热保护,三是控制室内风扇电机的转速,四是制热期间用于辅助室外除霜。

3)室外环境温度传感器

室外环境温度传感器通过塑料架安装在室外热交热交换器上,它的主要作用有两个:一是在制冷或制热期间检测室外的环境温度,另一个是用直于控制室外风机转速。

4)室外盘管温度伟感器

室外盘管温度伟感器采用金属外壳,安装在室外热交换器的表面上,它的主要作用有三个:一是制冷期间防过热保护,二是制热期间防冻结保护,三是除霜期间控制热交换器的温度。

5)压缩机排气温度传感器

压缩机排气温度传感器也采用金属外壳,它安装在压缩机排气管上,它的主要作用有两个:一是通过检测压缩机排气管温度,控制膨胀阀的开起度的压缩机的转速;二是用于排气管过热保护。

3.2.5 自动门

自动门感应器主要有微波自动门感应器和红外自动门感应器。

波微感应器:又称微波雷达,对物体的移动进行反应,因而反应速度快,适用于行走速度正常的人员通过的场所。它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动,雷达便不再反应,自动门就会关闭,有可能出现夹人现象。

图10 自动门

红外感应器:通过对物体的温度识别,来确定物体的存在并进行反应,不管人员是否移动,只要处于感应器的扫描范围内,它都会反应。红外感应器的缺点是:一,

反应速度比微波感应器慢;二,夏天环境温度与人体温度接近或者冬天穿太多衣服都有可能感应不到人体的存在。

也有微波与红外结合在一起的感应器,但是价格比较昂贵,市场上用的不多。

自动门感应器的原理

感应探测器探测到有人进入时,将脉冲信号传给主控器,主控器判断后通知马达运行,同时监控马达转数,以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行,将动力传给同步带,再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启;门扇开启后由控制器做出判断,如需关门,通知马达作反向运动,关闭门扇。

3.2.6 楼道照明

光敏传感器

光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器,它的敏感波长在可见光波长附近,包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测,它还可以作为探测元件组成其他传感器,对许多非电量进行检测,只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。

大家一定有过这样的经历,晚上在一个漆黑的楼道里,只需要发出一点声音或者用力踏一下脚,楼道里的灯光就会如约亮起,这就是光敏和声敏元件协同合作的结果。

图11 楼道声光控线路板

3.2.7 电饭锅

电饭锅,家具生活中必不可少的电器之一,电饭锅及类似器具的传感器,经历半个世纪的产品实践,已经有磁钢温控和热敏电阻两种。在过去十几年间磁钢温控电饭锅占据着国内主流市场。但是现在逐渐被数字温控电饭锅所替代,但是其实质的原理依然没变。

电饭锅中应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体。感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁的粉末混合物烧结而成的,它的特点是:常温下具有铁磁性,能够被磁铁吸引,但是温度上升到约103℃时,就失去了铁磁性。这个温度被称为该材料的“居里点”或“居里点”。

按下开关感应磁体与感应磁体相接触,同时两个触电相接触,电热板电源接通。在永磁体的作用下开关不会复原,持续进入加热阶段。而当温度达到“居里点”时,感温铁氧体失去磁性,触点断开,停止加热,开关跳起提醒我们饭做好了。

图12 电饭锅实物和工作原理图

第4章总结

通过对一部分家用电器设备内部传感器的研究,可以更清楚地感受到各种传感器对我们现代生活的影响,并且发挥着越来越大的作用,并且不可替代。甚至可以说,传感器一定程度上促使了现在家电的形成。现在,在家电中加入各种传感器,更会使得产品更加的具有科技感,增加产品的竞争力。用户使用起来也会更加的方便,这已经成为一种趋势。智能电视,以及现在正在热潮的可穿戴计算设备的兴起,在谷歌,苹果等大公司的引领下,人们会发现,在自己的生活中已经到处都是传感器的身影,人们已经离不开他了,而传感器,正在悄悄改变着世界。

在科学技术高速发展的今天,传感器作为自动化及自动控制系统重要的组成部分,越来越起着举足轻重的作用。

传感器是利用物理、化学、生物等学科的某些效应或原理,按照一定制造工艺研制出来的,按某一原理设计的传感器可以测量多种参数(主要是非电量),而有时一种非电量又可以采用几种不同的传感器来测量。传感器种类繁多,性能特点各有所长,应用领域十分广泛。

传感器的特性主要是指传感器的输入与输出之间的关系,根据输入信号是否随时间变化,传感器的基本特性分为静态特性和动态特性。其中,精度、线性度、灵敏度、稳定性等是静态特性中非常重要的性能指标。研究传感器的特性就是为了使传感器尽可能准确、真实地反映被测量,同时对传感器的各项性能做出客观评价,从而为实际应用提供重要的选择依据。在实际工作中,需要根据系统的具体要求选择使用适当的传感器。

单线数字温度传感器DSB原理及其应用

单线数字温度传感器DS18B20原理及其应用 DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的"一线器件"体积更小、适用电压更宽、更经济Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、DS1822 "一线总线"数字化温度传感器同DS1820一样,DS18B20也支持"一线总线"接口,测量温度范围为-55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为±2°C 。现场温度直接以"一线总线"的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。DS18B2 0、DS1822 的特性DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色!DS1822与DS18B20软件兼容,是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM,精度降低为±2°C,适用于对性能要求不高,成本控制严格的应用,是经济型产品。继"一线总线"的早期产品后,DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 1. DS18B20的新性能 (1) 可用数据线供电,电压范围:3.0~5.5V; (2) 测温范围:-55~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃; (3) 可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃; (4) 12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字; (5) 负压特性:电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。 2. DS18B20的外形和内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: 图(1)DS18B20外形图 引脚定义: (1) DQ为数字信号输入/输出端; (2) GND为电源地;

DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图

DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图 时间:2012-02-16 14:16:04 来源:赛微电子网作者: 前言 温度与工农业生产密切相关,对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。随着工业的不断发展,由于温度测量的普遍性,温度传感器的市场份额大大增加,居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在,新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃~+125℃。在-10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。基于DS18B20温度传感器的重要性,小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。 一、DS18B20温度传感器工作原理(热电阻工作原理) DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示: DS18B20温度传感器工作原理框图 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。 二、DS18B20温度传感器的应用电路 1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图 寄生电源方式特点: (1)进行远距离测温时,无须本地电源。 (2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 (3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温。 (4)只适应于单一温度传感器测温情况下使用,不适于采用电池供电系统中。

传感器在生活中的应用

传感器在生活中的应用 班级:09电信2班学号:00 姓名:夏善来 传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。“传感器”在新韦式大词典中定义为: “从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。功能 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 而随着科学技术的飞速发展,特别是微电子加工技术、计算机技术及信息处理技术的发展,人们对信息资源的需要日益增长,于是,作为提供信息的传感技术及传感器就越来越引起人们的重视。而综合各种先进技术的传感器技术也进入到一个飞速发展的阶段。 动车追尾事件发生后,传感器作为各种机械、设备装置中的一个不起眼小小原器件,成为了人们议论的热点话题,引起了人们的重点关注。传感器除了在交通、国防、科技和工农业生产中应用外,传感器还贴进了我们的日常生活的方方面面,下面就来介绍在我们生活周围的一些关于传感器方面的应用。 一. 传感器在自动门中的应用: 当人们接近门的时候,传感器识别人体的红外微波传递给驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭。传感器是自动门控制系统的眼睛,通过传感器感应天线到行人或活动物体。将此信号转换成无源干触点短路信号传输给自动门

温度传感器的常见分类 温度传感器应用大全

温度传感器的常见分类温度传感器应用大全 温度传感器在我们的日常生活中扮演着十分重要的角色,同时它也是使用范围最广,数量最多的传感器。关于它你了解多少呢?本文主要介绍的就是各种温度传感器的分类及其原理,温度传感器的应用电路。 温度传感器从17世纪温度传感器首次应用以来,依次诞生了接触式温度传感器,非接触式温度传感器,集成温度传感器,近年来在智能温度传感器在半导体技术,材料技术等新技术的支持下,温度传感器发展迅速,由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度,又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑,使用也更加方便。 1、热电偶传感器: 两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的,接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关,当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端,另一端温度为TO,称为自由端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势,这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 2、热敏电阻传感器: 热敏电阻是敏感元件的一类,热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变,与一般的固定电阻不同,属于可变电阻的一类,广泛应用于各种电子元器件中,不同于电阻温度计使用纯金属,在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物,正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件,热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度,通常是-90℃?130℃。 3、模拟温度传感器: HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器,输出电流1~3.6V,精度为±3%RH,0~100%RH相对湿度范围,工作温度范围-40~110℃,5s响应时间,0±1%RH迟滞,是一个带

传感器在日常生产和生活中的应用

传感器在日常生产和生活中的应用 传感器是一种把非电学物理量转变成便于利用的电信号的器件,它是现代信息技术的“感觉器官”。与人的感觉器官相比它具有非常大的优势,正因如此,它被广泛应用在了我们生产生活的各个领域,发挥着非常重要的作用。 标签:传感器;优势;应用 1 传感器的定义 传感器是一种把非电学物理量(如温度、速度、湿度、高度、质量、光照、声音、压力等信号)通过对这种物理量敏感的元件(如热敏电阻、光敏电阻、力敏元件、磁敏元件、味敏元件等)转变成便于利用的电信号(如电流、电压、电阻等)的器件。它是通过感受被测量的变化或者接收输入的物理或化学变量信息,把它按照一定规律或要求转化成所需的电信号输出,以满足信息的传输、显示、记录、处理、存储和控制等要求,是将一种能量转换成另一种能量形式,被测信号的微小变化都会被转化成电信号。它是现代信息技术的“感觉器官”,是人类感观的延伸,是实现自动检测和自动控制的首要环节。 2 传感器的种类 传感器的种类很多,原理各异,分类标准也各不相同。有按其输出信号进行分类的(如模拟传感器、数字传感器等),有按照制造工艺进行分类的(如集成传感器、厚膜传感器等),有按照制作材料来划分的(如金属传感器、陶瓷传感器等),有按照工作原理进行分类的(如电阻式传感器、电感式传感器、光电式传感器、超声波传感器等)。按照其用途来划分,传感器大致可分为:温度传感器、湿敏传感器、压力传感器、光敏传感器、速度传感器、振动传感器、以液面传感器、辐射传感器、能耗传感器等。 3 传感器的应用 传感器是把一种能量转换成另一种能力的装置,把被测信号转化成电信号的装置,它在我们生产、生活和科研方面都有着非常广泛的用途,大到军事、天文方面的应用,小到我们日常生活的煮饭、洗衣等自动化方面的应用。可以说,传感器的应用已经深入到了整个社会生活的方方面面。 (1)传感器在生产中的应用。 在工业自动化生产中,随着现代技术的发展,对安全生产的要求越来越高,对在生产过程中各种量的检测和控制的自动化水平也越来越强,传感器在钢铁、造纸、石化、医药、食品等企业中得到了广泛的应用。如差压传感器在医药方面的應用,光纤传感器在智能复合材料中和热加工生产中的应用,红外传感器在皮带运输机安全警示系统中应用,电涡流传感器在印刷品厚度检测中的应用。距离

温度传感器的应用及原理

温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC 的温度等等,下面介绍几种常用的温度传感器。温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述,并介绍与电路系统之间的接口。热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。 表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050K Ω。 虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下: 热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏

传感器在生活中的应用

传感器在生活中的应用 引言 传感器就是能感受外界信号刺激,将被测量信息传出的装置,一般由敏感元件和转换元件组成。随着社会日益进步,机械制造类传感器行业也有了很大发展,随着各行各业发展传感器行业也迎来了新的机遇。 传感器产品的门类品种繁多,用于流程工业的主要有:温度传感器、压力传感器、重量传感器、流量传感器、液位传感器、氧敏传感器,各种力敏传感器、气敏传感器、分析仪表等,用于机械工业的还有:开关类的接近/定位传感器、安全门开关等安全传感器、旋转编码器、视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等。 目前国内传感器共分10大类,24小类,6000个品种。而国内品种更多,如美国约有17000种传感器,所以我国发展传感器品种的领域很宽广。 中国传感器的市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%,2003年销售额为186亿元,同比增长32.9%;而世界非军用传感器市场1998年为325亿美元,平均增长率为9%,预计2008年将增加到506亿美元。2003年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备,其中工业和汽车电子产品占市场份额的33.5%。由于改革开放,我国巨大的市场,引来了各国厂商如西门子、横河、霍尼韦尔、欧姆龙、邦纳等公司,这为最终用户和工业设备制造厂带来了很大的便利,而国内传感器和检测仪表生产虽有发展,但这远不能跟上形势的要求。各国传感器生产和研发的规模在不断扩大,美国约有1300家生产和开发传感器的厂家,100多个研究院所和院校,日本有800家厂商。我国近年建立了传感器技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室等研发基地,初步建立了敏感元件和传感器产业,2000年总产量超过13亿只,目前我国已有1688家从事传感器的生产和研发的企业,其中从事MEMS研制生产的已有50多家,到“十五”末期,敏感元件和传感器年总产量已达到20亿只。 我国在参与国际传感器市场竞争方面也走出了新路子,如沈阳仪表科学研究院的“传感器国家研究中心”,已向美国出口力敏传感器芯片40万只。 传感器技术包括敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术四个方面,约有30多种技术。随着微电子技术的发展,传感器技术发展很快,我国研发的力量尚需大量

生活中的传感器

生活中的传感器 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成,如上图所示: 敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号;转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制;转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。 传感器的迅速发展和广泛应用为我们的生活带来了许许多多便利。仔细观察,身边的物品,设备大部分都利用了传感器: 楼梯走廊的光控声控灯,利用光敏声敏传感器,白天自动熄灭,夜晚有人走过自动点亮;电子天平,利用压力传感器,无需复杂操作,就能很快称出物体的质量,而且相当精确;手机的触摸屏,利用距离感应器,方便操作;自动开关门,利用微波传感器,当有人靠近时自动开门…… 我校作为工科大学中的精英,在平时的许多细节中都运用了传感器,方便同学们的学习和生活,节约能源。每间自习室中的灯均由热释电传感器控制。打开总开关,在有学生在灯下自习时,灯才会自动点亮,当检测到范围内没有接收到红外线时,灯自动熄灭,极大地节约了电能。 热释电传感器又称人体红外传感器,被广泛应用于防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域。 热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料,如压电陶瓷类电介质。这类介质在电极化后能保持极化状态,称为自发极化。自发极化随温度升高而减小,在居里点温度降为零。因此,当这种材料受到红外辐射而温度升高时,表面电荷将减少,相当于释放了一部分电荷,故称为热释电。将它们制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元

电磁感应现象及电磁在生活中的应用

电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要:电磁感应,也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势,若将此导体闭合成一回路,则该电动势会驱使电子流动,形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程,其运用到现实生活中的技术(例如:电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等)。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文: 电磁感应的定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现:1831年8月,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,线圈A 接直流电源,线圈B接电流表,他发现,当线圈A的电路接通或断开的瞬间,线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现,铁环并不是必须的。拿走铁环,再做这个实验,上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象,法拉第做了许多实验。1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交的一个报告中,把这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就,是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念,支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系,为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系,而且为电与磁之间的转化奠定了基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈,则又可表示为:式中n为线圈匝数,ΔΦ为磁通量变化量,单位Wb ,Δt为发生变化所用时间,单位为s.ε为产生的感应电动势,单位为V。 磁通量:设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S。(1)定义:在匀强磁场中,磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量。 (2)公式:Φ=BS 当平面与磁场方向不垂直时: Φ=BS⊥=BScosθ(θ为两个平面的二面角) (3)物理意义

温度传感器在工业中的应用

红外温度传感器在工业中的应用 随着工业生产的发展,温度测量与控制十分重要,温度参数的准确测量对输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。目前,在热处理及热加工中已逐渐开始采用先进的红外温度计等非传统测温传感器,来代替传统的热电偶、热电阻类的热电式温度传感器,从而实现生产过程或者重要设备的温度监视和控制。 基本原理 温度传感器基本原理,最常用的非接触式温度传感器基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度,如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下,物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制,可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正,最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射,从而提高有效发射系数式中ε为材料表面发射率,ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量,则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度(即介质温度)进行修正而得到介质的真实温度。 在水泥制造生产中的应用 红外温度传感器在水泥制造生产中有着广泛的应用。据调查目前我国每年因红窑事故造成的直接经济损失达2000万元,间接损失达3亿元。用常规的方法很难对非匀速旋转的水泥胴体进行测温,国际上先进的办法是在窑尾预热平台上安装一套红外扫描测温仪,系统的软件部分主要由数据采集滤波、同步扫描控制、数据通讯处理等,红外辐射测温仪按预定的扫描方式,实现对窑胴体轴向每一个测量段成的温度的测量,在一个扫描周期内,红外温度传感器将在扫描装置的驱动下,将每一个测量元表面的红外辐射转换成温度相关的电信号,送进数据采集装置作为数据采集,同步装置保证数据采集与回转窑的旋转保持严格同步,要让测量的温度值与测量元下确对应,测温仪由扫描起点扫描到终点后,即对窑胴体表面各测量元完成了一次逐元温度检测后,立即快速返回扫描起点,开始下一扫描周期的检测,数据经微机处理后,给出反映窑内状况的图像,文字信息,必要时可以发射声光报警。为保证测量的精度,定要考虑物体的发射率,周围环境影响。红外测温仪要垂直对准窑胴体的表面,因因水汽,尘埃,烟雾的影响,要采取加装水冷,风吹扫装置。意义:1.生产过程中对产品的质量监控与监视,只要温度控制在设定值内,产品质量会有保证,过低过高都浪费能源;2.在线安全的检测可以起到保护人以及设备安全;3.降低能耗,节约能源。 在热处理行业中的应用 红外温度传感器可以广泛的应用于钢铁生产过程中,对生产过程的温度进行监控,对于提高生产率和产品质量至重要。红外温度传感器可精确地监视每个阶段,使钢材在整个加工过程中保持正确的冶金性能。红外温度传感器可以帮助钢铁生产过程中提高产品质量和生产率、降低能耗、增强人员安全、减少停机时间等。 红外温度传感器在钢铁加工和制造过程中主要应用在连铸、热风炉、热轧、冷轧、棒材和线材轧制等过程中。 红外温度传感器传感头有数字和模拟输出两种,发射率可调。—这对于发射率变化金属材料尤其重要。要生产出优质的产品和提高生产率,在炼钢的全过程中,精确测温是关键。连铸将钢水变为扁坯、板坯或方坯时,有可能出现减产或停机,需精确的实时温度监测,配以水嘴和流量的调节,以提供合适的冷却,从而确保钢坯所要求的冶

传感器在我们生活中的应用

传感器在我们生活中的应用 传感器(英文名称:transducer/sensor )是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器狭义的定义为:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器的广义定义:“凡是利用一定的物质(物理、化学、生物)法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置均可称为传感器” 。信息化的21 世纪,离开不了传感器,传感器的应用领域非常的广泛,电子计算机、生产自动化、现代信息、军事、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等等。下面对一些常用的传感器做简单的介绍。 1.传感器与家用电器 现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电樊斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照像机、电冰箱、彩色及平板电视机、录像机、录音机、收音机、影碟机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。随着人们生活水平的不断提高,对提高家用电器产品的功能及自动化程度的要求极为强烈。为满足这些要求,首先要使用能检测模拟量的高精度传感器,以获取正确的控制信息,再由微型计算机进行控制,使用家用电器更加方便、安全、可靠,并减少能源消耗,为更多的家庭创造一个舒适的生活环境。目前,家庭自动化的蓝 图正在设计之中,未来的家庭将由中央控制装置的微型计算机,通过各种传感器代替人监视家庭的各种状态,并通过控制设备进行着各种控制。家庭自动化的主要内容包括:安全监视与报警、空调及照明控制、耗能控制、太阳光自动跟踪、家务劳动自动化及人身健康管理等。家庭自动化的实现,可使人们有更多的时间用于学习、教育或休息娱乐。 2.传感器在医疗及人体医学上的应用 随着医用电子学的发展,仅凭医生的经验和感觉进行诊断的时代将会结束。现在,应用医用传感器可以对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉波及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。显然,传感器对促进医疗技术的高度发展起着非常重要的作用。为增进全国人民的健废水平,我国医疗制度的改革,将把医疗服务对象扩大到全民。以往的医疗工作仅局限于以治疗疾病为中心,今后,医疗工作将在疾病的早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用,而传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。 3.传感器与环境保护 目前,地球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境,这一现状已引起了世界各国的重视。为保护环境,利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。中国现在的环境受到了极大的污染,主要是工业的发展造成了严重的污染。长江、黄河等水域都有不同程度的污染;空气现在的空气也不新鲜,特别是在有工业的地方,比如说PM2.5 等超标;这些都是通过传感器检测出来的。

传感器分类及其在现代生活中的应用

传感器分类及其在现代生活中的应用 对于传感器,学理工科的我们都不陌生。它是能感受规定的被测量并按照定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 其中,敏感元件是传感器的核心它可以利用各种物理、化学、生物效应,将非电学参数的变化转换成电学参数的变化。 转换电路将敏感元件采集的信息进行处理,并输出数字信息,以电压或电流的形式输出。 对传感器有多种不同的分类方法,根据测量的不同,可把传感器分成物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器主要利用被测物理量变化时,敏感元件的电学量发生明显变化的特性制成。如力学传感器就是利用物体在外力作用下产生形变或位移,从而使敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制成的。 化学型传感器是用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应制成的有酶传感器、免疫传感器、抗原抗体传感器等。 传感器又可以做如下的分类: ★电参量式传感器:电阻式、电感式、电容式等; ★磁电式传感器:磁电感应式、霍尔式、磁栅式等; ★压电式传感器:声波传感器、超声波传感器; ★光电式传感器:一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等; ★气电式传感器:电位器式、应变式; ★热电式传感器:热电偶、热电阻; ★波式传感器:超声波式、微波式等; ★射线式传感器:热辐射式、Y射线式; ★半导体式传感器:霍耳器件、热敏电阻; ★其他原理的传感器:差动变压器、振弦式等; 像我们的楼道的声控灯、自动门,汽车等等,都有传感器工作的身影,各种智能家电的出现,令小小的传感器贯穿了我们的日常生活。就拿伸手可及的手机来说,它本身就是个将各种传感器融合一体的小型系统。随着技术的进步,手机突破了传统的通话功能,已经不再是个简单的通信工具,而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以用于机听音乐,看电影,拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下,智能化的发展趋势更使各种传感器在手机中的应用应运而生。 随着物联网的发展,传感器在生活中将无处不在。如: 1.电子秤:经常人们为了称量物体的种类,就会用到电子秤。力学传感器, 是电子秤中的核心部分。电子秤之所以能够称量物体的重量,也主要得益于称重传感器的存在。 2.水位监测报警器:每个地方,都会设立水位监测报警器,当遇到暴雨或者 洪水的时候,如果水位超过标准的数字,报警器就会发出声响,告诉大家有威胁,让大家做好撤离到安全地带。而这与超声波传感器分开不了。

电磁感应现象及其应用生活实践中

西北农林科技大学 电磁感应现象及其应用 学院:风景园林艺术学院 班级:园林134 姓名:崔苗苗 学号:2913911465 134

电磁感应现象及其在生活中的应用 西北农林科技大学风景园林艺术学院 姓名崔苗苗班级园林134班学号 2013011465 摘要自法拉第历经十年发现电磁感应现象后,电磁感便开始应用生活中。话筒, 电磁炉,电视机,手机等生活用品,无不与人类生活息息相关,极大地方便了我们的生活,推动了社会历史的进步和发展。同时,它的应用也是理论向实践不断探索和改进的过程,理论唯有应用于实践,才更能发挥它的价值。 关键词电磁感应现象生活应用 电磁感应现象的发现不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在生活中具有重大的意义。它的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。在电工技术,电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用,人类社会从此迈入电气化时代,对推动生产力和科学技术发展发挥了重要作用。物理发现的重要性由此可见。本文主要介绍了电磁感应现象及其在人类生活中的相关应用。 一.电磁感应现象定义 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。而闭合电路中由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 二.电磁感应发现历程 电磁学是物理学的一个重要分支,初中时代的奥斯特实验为我们打开电磁学的大门,此后高中三年这一部分内容也一直是学习的重中之重。继1820奥斯特实验之后,电与磁就不再是互不联系的两种物质,电流磁效应的发现引起许多物理学家的思考。当时,很多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题,而迈克尔·法拉第即为其中一位。他在1821年发现了通电导线绕磁铁转动的现象,然后经历10年坚持不懈的努力,最终于1831年取得突破性进展。 法拉第将两个线圈绕在一个铁环上,其中一个线圈接直流电源,另一个线圈接电流表。他发现,当接直流电源的线圈电路接通或断开的瞬间,接电流表的线圈中会产生瞬时电流。而在这个过程中,铁环并不是必须的。无论是否拿走铁环,再做这个实验的时候,上述现象仍然发生,只是线圈中的电流弱些。 为了透彻研究电磁感应现象,法拉第又继续做了许多的实验。终于,在1831年11月24日,他在向皇家学会提交的一个报告中,将这种现象定名为“电磁感应现象”,并概括了可以产生感应电流的五种类型:变化的电流、变化的磁场、

工业生产中与生活中常见的传感器应用

生活中常见的传感器应用: (1)电熨斗 功能:熨烫衣物,使衣物保持整洁。不过在加热中有一个问题需要解决,那就是加热温度的问题,所以另一种温度传感器应运而生,在达到一定温度时,就会出现断电使温度保持在一定的范围内,此举与电饭锅有异曲同工之妙! (2)汽车称重 功能:在渡口为汽车称重,既是用上此种传感器,压力传感器使得即使是很重的物体也能在短时间内准确称出,此为大型的压力应变片的应用。 (3)自动门 功能:在一些重要场合就会有自动门的身影,当人靠近时就会自动根据情况开关门。这些门上应该是会安装上人体传感器,当有人靠近时,就会有情况发生,所以会自动开门,当然这也是结合了若干电子系统的成果。 (4)厕所小便池 功能:当人靠近时就会现有一股水流出现,当人离开时就会第二次冲水,此举为厕所的节水以及洁净做出了巨大贡献,应该是结合光电传感器以及电子系统的成果。 (5)mp4上的触摸键 功能:无需原来的机械按压,即可进行操作,使机身的寿命更长久,尤其是“按键”更是长久!原理暂时还不是很清楚,不过可想而知应该是传感器的功劳! (6)手机的触摸屏 功能:分好几种,有的是点触摸,有的是面触摸,不尽相同,不过原理应该是差不多,只是硬件材料上的支持有所不同,所以出现不同的操作方式,不过说回来还是传感器在发挥作用、

工业生产中常见的传感器应用 (1)视觉传感器 视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量,以像素数量表示。在捕获图像之后,视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较,以做出分析。例如,若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件,则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件,或者螺栓未对准的部件。此外,无论该机器部件位于视场中的哪个位置,无论该部件是否在360度范围内旋转,视觉传感器都能做出判断。 (2)位移传感器 又称为线性传感器,把位移转换为电量的传感器。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件,传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量它分为电感式位移传感器,电容式位移传感器,光电式位移传感器,超声波式位移传感器,霍尔式位移传感器。在这种转换过程中有许多物理量(例如压力、流量、加速度等)常常需要先变换为位移,然后再将位移变换成电量。因此位移传感器是一类重要的基本传感器。在生产过程中,位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。机械位移包括线位移和角位移。按被测变量变换的形式不同,位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型(如自发电式)和结构型两种。 (3)压力传感器 压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型,压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。重载压力传感器一直在发展,重载压力传感器为了能够用于更加复杂的控制系统,设计工程师必需提高传感器精度同时需要降低成本便于实际应用等要求。 (4)水质PH传感器:

传感器在我们生活中的应用

传感器在我们生活中的应用传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器狭义的定义为:能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器的广义定义:“凡是利用一定的物质(物理、化学、生物)法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换,并且输出与输入严格一一对应的器件或装置均可称为传感器”。信息化的21世纪,离开不了传感器,传感器的应用领域非常的广泛,电子计算机、生产自动化、现代信息、军事、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等等。下面对一些常用的传感器做简单的介绍。 1.传感器与家用电器 现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电樊斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照像机、电冰箱、彩色及平板电视机、录像机、录音机、收音机、影碟机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。随着人们生活水平的不断提高,对提高家用电器产品的功能及自动化程度的要求极为强烈。为满足这些要求,首先要使用能检测模拟量的高精度传感器,以获取正确的控制信息,再由微型计算机进行控制,使用家用电器更加方便、安全、可靠,并减少能源消耗,为更多的家庭创造一个舒适的生活环境。目前,家

庭自动化的蓝图正在设计之中,未来的家庭将由中央控制装置的微型计算机,通过各种传感器代替人监视家庭的各种状态,并通过控制设备进行着各种控制。家庭自动化的主要内容包括:安全监视与报警、空调及照明控制、耗能控制、太阳光自动跟踪、家务劳动自动化及人身健康管理等。家庭自动化的实现,可使人们有更多的时间用于学习、教育或休息娱乐。 2.传感器在医疗及人体医学上的应用 随着医用电子学的发展,仅凭医生的经验和感觉进行诊断的时代将会结束。现在,应用医用传感器可以对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉波及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。显然,传感器对促进医疗技术的高度发展起着非常重要的作用。为增进全国人民的健废水平,我国医疗制度的改革,将把医疗服务对象扩大到全民。以往的医疗工作仅局限于以治疗疾病为中心,今后,医疗工作将在疾病的早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用,而传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。 3.传感器与环境保护 目前,地球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境,这一现状已引起了世界各国的重视。为保护环境,利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。中国现在的环境受到了极大的污染,主要是工业的发展造成了严重的污染。长江、黄河等水域都有不同程度的污染;空气现在的空气也不新鲜,特别是在有工业的地方,比如说等超标;这些都是通过传感器检测出来的。

(完整版)生活中传感器简单应用举例

传感器 传感器在生活中的应用之十大实例及应用: 1.楼梯走道:电灯的触摸开关。功能:使在人手或是其他的导电物 体的接触下方能通电(这是我自己想的,不知事实是否如此。),此举为节约能源做出巨大贡献。 2.电饭锅:功能:到达沸腾温度(居里点)即停止加热。在某种材 料的硬件支持下,使得具有这种功能,才使得人类做出伟大的进步! 3.电子天平:功能:无需复杂操作,就能很快称出物体的质量,而 且一般来说很精确。这是因为在电子称下安装压力传感器再加上一些电子系统,使得能又快又好的称出质量,一切都得益于传感器的发展。 4.电子温度计:功能:简单快捷精确测量人体体温。在电子温度计 内部加入红外传感器,由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同,利用此特点即可使用红外传感器。 5.mp4上的触摸键:功能:无需原来的机械按压,即可进行操作,使 机身的寿命更长久,尤其是“按键”更是长久!原理暂时还不是很清楚,不过可想而知应该是传感器的功劳! 6.手机的触摸屏:功能:分好几种,有的是点触摸,有的是面触摸, 不尽相同,不过原理应该是差不多,只是硬件材料上的支持有所不同,所以出现不同的操作方式,不过说回来还是传感器在发挥

作用。 7.电熨斗:功能:熨烫衣物,使衣物保持整洁。不过在加热中有一 个问题需要解决,那就是加热温度的问题,所以另一种温度传感器应运而生,在达到一定温度时,就会出现断电使温度保持在一定的范围内,此举与电饭锅有异曲同工之妙! 8.汽车称重:功能:在渡口为汽车称重,既是用上此种传感器,压 力传感器使得即使是很重的物体也能在短时间内准确称出,此为大型的压力应变片的应用。 9.自动门:功能:在一些重要场合就会有自动门的身影,当人靠近 时就会自动根据情况开关门。这些门上应该是会安装上人体传感器,当有人靠近时,就会有情况发生,所以会自动开门,当然这也是结合了若干电子系统的成果。 10.厕所小便池:功能:当人靠近时就会现有一股水流出现,当人离 开时就会第二次冲水,此举为厕所的节水以及洁净做出了巨大贡献,应该是结合光电传感器以及电子系统的成果。 综上:我们可以发现,每一种先进元件在进行应用时,都应该要结合以电子系统,才能发挥作用。

温度传感器在生活中的应用

温度传感器在生活中的应用 温度传感器不断加强自身的技术功能,更好更多的服务在人们现实生活中。进入21世纪后,智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。目前,智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化,技术的进展也将使得温度传感器能够在现实生活中得到更多利用。 下面介绍各种温度传感器在生活中的具体应用。 1.冰箱中的温度传感器。 当冰箱内的温度高于设定值时,制冷系统自动启动;而当温度低于设定值时,制冷系统又会自动停止冰箱温度的控制是通过温度传感器实现的 2.汽车中的温度传感器。 车用传感器是汽车电子设备的重要组成部分,担负着信息收集的任务。在汽车电喷发动机系统、自动空调系统中,温度是需测量和控制的重要参数之一。发动机热状态的测量、气体及液体温度的测量,都需要温度传感器来完成。因而车用温度传感器是必不可少的。 由于发动机工作在高温(发动机表面温度可达150℃、排气歧管可达650℃)、振动(加速度30g)、冲击(加速度50g)、潮湿(100%RH,-40℃-120℃)以及蒸汽、盐雾、腐蚀和油泥污染的恶劣环境中,因此发动机控制系统用传感器耐恶劣环境的技术指标要比一般工业用传感器高1-2个数量级,其中最关键的是测量精度和可靠性。否则,由传感器带来的测量误差将最终导致发动机控制系统难以正常工作或产生故障。 温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。三种类型传感器各有特点,其应用场合也略有区别。线绕电阻式温度传感器的精度高,但响应特性差;热敏电阻式温度传感器灵敏度高,响应特性较好,但线性差,适应温度较低;热偶电阻式温度传感器的精度高,测量温度范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用。 已实用化的产品有非接触式红外温度传感器(通用型0℃~500℃,精度1%,响应时间500ms;高温型300℃~1600℃,精度0.5%,响应时间100ms)等。 3.家用电器中的温度传感器。 温度传感器广泛应用于家用电器(微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机冰箱、冷柜、热水器、饮水机、洗碗机、消毒柜、洗衣机、烘干机以及中低温干燥箱、恒温箱等场合的温度测量与控制等)、医用/家用体温计,便携式非接触红外温度测温仪等等许多方面。

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