传感器的原理及应用

《传感器原理及应用》三级项目报告书

基于PLC的物料分拣系统设计

学院：机械工程学院

班级：13-1机械电子工程（卓越）

组员：李响夏中岩张轩赫

贡献率：李响程序设计，优化 40%

夏中岩资料整理，编辑 30%

张轩赫 PPT设计编写 30%

指导教师：边辉

完成日期：2016.05

《传感器与传感器技术》三级项目

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目录

摘要 ......................................................................................................................................... - 2 -

1 物料分拣系统简述 ............................................................................................................. - 3 -

2 物料分拣系统中的传感器 ................................................................................................. - 3 -

2.1 电机起停控制传感器 .............................................................................................. - 3 -

2.2 物料计数用传感器 .................................................................................................. - 4 -

基本原理是光学三角法：

半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集，投射到CMOS阵列④上；信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。

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：

一、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。

二、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。

现在越来越受到工业控制青睐的激光传感器发展迅猛，激光传感器不仅应用广泛，更主要的是利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

ZLDS10X系列品牌激光位移传感器具有数字化集成一体化结构，0.01%高分辨率，0.1%高线性度，9.4KHz高响应、IP67防护等级和可同步等高性能。工作温度范围宽，特别适用于工业环境高精度应用。

目前已有不少成熟的产品问世，如光纤转矩传感器，以及温度、振动、压力、流量等传感器。

在开发利用新材料同时，由于微电子技术和微机械加工技术的发展，传感器正朝着微型化、多功能化、智能化方向发展。微型化传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于其体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以提高系统测试精度，例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起，同时测出压力和温度，便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。目前已有不少微型传感器面世，如压力传感器、加速度计、用于防撞的硅加速度计等。据说在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气，避免充气过量或不足，从而可节约燃油10%。多功能化的特性使得传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。而智能传感器由于带有专用计算机，因而具有智能特点。

传感器的原理及应用

一、传感器的原理及分类：

传感器是一种能够根据感知到的物理量的变化产生电信号输出的设备，它是将非电信号转换为电信号的装置。传感器的原理基本上可以分为以下几种：

1.电阻传感器：电阻传感器是根据电阻值的变化来检测物理量的，常见的有光敏电阻、热敏电阻等。

2.压力传感器：压力传感器是通过测量物体受力所产生的电信号来检测压力的，常见的有电阻应变式压力传感器、压电式压力传感器等。

3.光电传感器：光电传感器是利用光敏元件感知光信号并转换为电信号输出的传感器，常见的有光电二极管、光敏电阻等。

4.温度传感器：温度传感器是通过感知物体的温度变化来产生电信号的传感器，常见的有热电偶、热电阻等。

5.位移传感器：位移传感器是通过感知物体的位移变化来产生电信号的传感器，常见的有电容式位移传感器、霍尔元件等。

6.加速度传感器：加速度传感器是用于测量物体加速度的传感器，常见的有压电式加速度传感器、微机械加速度传感器等。

7.气体传感器：气体传感器是用于检测气体浓度的传感器，常见的有氢气传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器等。

8.湿度传感器：湿度传感器是用于检测空气湿度的传感器，常见的有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。 9.溶解氧传感器：溶解氧传感器是用于检测水中溶解氧浓度的传感器，常见的有电极溶解氧传感器、光学溶解氧传感器等。

10.化学传感器：化学传感器是用于检测化学物质浓度或质量的传感器，常见的有氨传感器、硫化氢传感器、氨气传感器等。

二、传感器的应用：

1.工业自动化：传感器在工业自动化中广泛应用，如压力传感器用于测量管道中的压力，温度传感器用于测量设备的工作温度等。

2.汽车工业：传感器在汽车工业中起到了至关重要的作用，如压力传感器用于发动机燃烧室的压力监测，湿度传感器用于空调系统的湿度控制等。

3.医疗领域：传感器在医疗领域中用于监测患者的生命体征，如血氧传感器用于监测患者的血氧饱和度，心率传感器用于监测患者的心率等。

传感器技术的原理与应用

传感器是一种用于感知和测量物理量的设备，它们可以将所测量的物理量转换为电信号，以便于我们的数字系统进行处理、控制和监测。传感器技术已经广泛应用于各行各业，包括工业控制、自动化、环境监测、医疗健康、智能家居等领域，改善着我们的生活和工作方式。

本文将介绍传感器技术的原理和应用，希望对想要了解传感器技术的读者有所帮助。

一、传感器的原理

传感器的原理可以分为以下几个方面：

1. 物理效应

传感器的基本原理是利用物理效应，如电、磁、光、声、热等效应，将被测量物理量转换成电信号输出，常见的物理效应有霍尔效应、电容效应、电感效应、压阻效应、热电效应、光电效应等。

2. 传感器结构

传感器的结构是对物理效应的利用，它们的结构和性能有着密切的关系，常见的传感器结构有电容传感器、电感传感器、压阻传感器、热电传感器、霍尔传感器等。 3. 信号处理

传感器的输出信号是模拟信号或数字信号，为了更好地使用、处理和传输，需要进行信号处理，如模数转换、数字电路设计、滤波、放大、调节、校准等。

二、传感器的应用

传感器技术的应用可以分为以下几个领域：

1. 工业自动化

在工业生产中，需要对物体的温度、压力、位移、速度等物理量进行监测和控制，传感器技术可以实现这一功能，帮助人们更好地掌控生产过程，提高生产效率。

2. 环境监测

传感器技术可以用于环境监测，例如对空气质量、水质量等物理量进行监测，预测和预防自然灾害如飓风、暴雨等，为城市规划、环境保护等领域提供便利。

3. 医疗保健

传感器技术可以用于医学领域，例如血压监测、胎儿监测、心律监测等，为医生和病人提供更加精准的诊断和治疗手段，提高医疗健康水平。

4. 智能家居 智能家居技术需要传感器技术的支持，例如温度、湿度、气体浓度等传感器用于智能家居控制中，使得智能家居系统更加智能化，便利人们的生活。

结尾：

传感器技术作为一种重要的测量技术，在现代社会中有着深远的影响。本文简单介绍了传感器技术的原理和应用，希望读者可以从中得到一些有用的知识，了解更多科技进步所带来的好处。