SICK傳感器,施克傳感器,SICK
SICK——、強(qiáng)大的傳感器技術(shù)代名詞。SICK自動(dòng)化解決方案是優(yōu)化和改進(jìn)過(guò)程的理想選擇。今天,SICK公司(中文施克)已在40多個(gè)國(guó)家建立了分支機(jī)構(gòu),擁有5000多名
SICK施克傳感器是種物理裝置或生物器官,能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件(如光、熱、濕度)或化學(xué)組成(如煙霧),并將探知的信息傳遞給其他裝置或
SICK施克傳感器的定義
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國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。這里所說(shuō)的“可用輸出信號(hào)”是指便于加工處理、便于傳輸利用的信號(hào)?,F(xiàn)在電信號(hào)是zui易于處理和便于傳輸?shù)男盘?hào)。傳SICK施克傳感器是種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的要環(huán)節(jié)。
SICK施克傳感器工作原理的分類(lèi)物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光 SICK傳感器,施克傳感器,SICK
SICK施克傳感器原理電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)?;瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的SICK施克傳感器,被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初線圈傳遞旋轉(zhuǎn)的次線圈,得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào),再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào),通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初線圈傳遞靜止次線圈,再經(jīng)過(guò)外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào),該信號(hào)為T(mén)TL電平,既可提供給二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成的屏蔽,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。有些傳感器既不能劃分到物理類(lèi),也不能劃分為化學(xué)類(lèi)。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問(wèn)題較多,例如可靠性問(wèn)題,規(guī)模的可能性,價(jià)格問(wèn)題等,解決了這類(lèi)難題,化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)SICK傳感器,施克傳感器,SICK
SICK施克傳感器-組成介紹
般說(shuō)來(lái),可以把傳感器看作由敏感元件(有時(shí)又稱(chēng)為預(yù)變換器)和變換元件(有時(shí)又稱(chēng)為變換器)兩部分組成。
敏感元件:能完成預(yù)變換的器件。
SICK施克變換器:能將感受到的非電量變換為電量。
SICK施克傳感器-指標(biāo)
靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào),傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸
SICK施克傳感器出量都和時(shí)間無(wú)關(guān),所以它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫(huà)出的特性曲線來(lái)描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有:線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
動(dòng)態(tài)特性,是指?jìng)鞲衅髟谳斎胱兓瘯r(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示。這是SICK施克傳感器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得,并且它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在定的關(guān)系,往往知道了前者就能推定后者。zui常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種,所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示
線性度:通常情況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的個(gè)指標(biāo)。擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿(mǎn)量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱(chēng)為zui小二乘法擬合直線。
遲滯特性:表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減?。┬谐涕g輸出-輸入特性曲線不致的程度,通常用這兩條曲線之間的zui大差值△MAX與滿(mǎn)量程輸出F·S的百分比表示。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。
傳感器-物件特點(diǎn)
靈敏度
SICK施克傳感器靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。
它是輸出輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則靈敏度S是個(gè)常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm
當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
SICK施克傳感器分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的zui小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿(mǎn)量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿(mǎn)量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿(mǎn)量程的百分比表示,則稱(chēng)為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。 傳感器-分類(lèi)介紹
可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類(lèi):它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng));它們的用途;它們的
SICK施克傳感器輸出信號(hào)類(lèi)型以及制作它們的材料和工藝等。
SICK施克傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類(lèi):
按照其用途,傳感器可分類(lèi)為:
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器 、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感?、速度傳感器、熱敏傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、 振動(dòng)傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為:
模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。
數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。
膺數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。
開(kāi)關(guān)傳感器——當(dāng)個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí),傳感器相應(yīng)地輸出個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。
在外界因素的作用下,所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用zui敏感的材料,即那些具有功能特性的材料被用來(lái)制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類(lèi):
按照其所用材料的類(lèi)別分:金屬、聚合物、陶瓷、混合物。
按材料的物理性質(zhì)分:導(dǎo)體、緣體、半導(dǎo)體、磁性材料。
按材料的晶體結(jié)構(gòu)分:?jiǎn)尉?、多晶、非晶材料。?br />按照其制造工藝,可以將傳感器區(qū)分為:集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器。
壓力傳感器的分類(lèi)
壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中zui為常用的種傳感器,常常作為種自動(dòng)化控制的前端元件,因此其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,包括石油化工、造紙、水處理、電力、船舶、機(jī)床和公用設(shè)備等。
壓力傳感器的類(lèi)型非常多,目前應(yīng)用比較常見(jiàn)的包括壓阻式壓力傳感器和壓電式壓力傳感器兩種。
壓阻式壓力傳感器
壓阻式壓力傳感器的工作原理是當(dāng)壓敏電阻受壓后產(chǎn)生電阻變化,通過(guò)放大器放大并采用標(biāo)準(zhǔn)壓力標(biāo)定,即可進(jìn)行壓力檢測(cè)。壓阻式壓力傳感器的主要取決于壓敏元件(即壓敏電阻)、放大電路,以及中的標(biāo)定和老化工藝。
在目前的壓力傳感器封裝工藝中,通??梢詫鹤枋矫舾行倔w做得體積小巧、靈敏度高,而且穩(wěn)定性好,并將壓敏電阻以惠司通電橋形式與應(yīng)變材料(通常為不銹鋼)結(jié)合在起,這樣來(lái),就能確保壓阻式壓力傳感器過(guò)載能力強(qiáng)和抗沖擊壓力強(qiáng)。
該類(lèi)傳感器適合測(cè)量高量程范圍的壓力變化,尤其在1Mpa以上時(shí),線性很好,精度也很高,并適合測(cè)量與應(yīng)變材料兼容的各類(lèi)介質(zhì)。
在結(jié)構(gòu)上,該類(lèi)傳感器將壓敏電阻以惠司通電橋形式與陶瓷燒結(jié)在起。其過(guò)載能力較應(yīng)變片類(lèi)低些,抗沖擊壓力較差,但靈敏度較高,適合測(cè)量50Kpa以上的高量程范圍,而且耐腐蝕,溫度范圍也很寬。
抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產(chǎn)生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成個(gè)惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng),使電橋產(chǎn)生個(gè)與壓力成正比的高度線性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào),可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
傳感器-集成傳感
集成傳感器集成傳感器:是用標(biāo)準(zhǔn)的硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同芯片上。薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的,相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí),同樣可將部分電路制造在此基板上。
SICK施克傳感器:利用相應(yīng)材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進(jìn)行熱處理,使厚膜成形。陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)。完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后,已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的種變型。每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。 傳感器-電阻傳感
電阻式傳感器是將被測(cè)量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的種器
電阻式傳感器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類(lèi),金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。
壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱(chēng)膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用zui為普遍。熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合,這種傳感器比較適用。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(shù)大、線性好、穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃~ 500℃范圍內(nèi)的溫度。
傳感器-室溫傳感
SICK施克傳感器用于測(cè)量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度,管溫傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管
SICK施克傳感器溫傳感器的形狀不同,但溫度特性基本致。按溫度特性劃分,美的使用的室溫管溫傳感器有二種類(lèi)型:1、常數(shù)B值為4100K±3%,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻10KΩ±3%。溫度越高,阻值越小;溫度越低,阻值越大。離25℃越遠(yuǎn),對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大;在0℃和55℃對(duì)應(yīng)電阻公差約為±7%;而0℃以下及55℃以上,對(duì)于不同的供應(yīng)商,電阻公差會(huì)有定的差別。茲附“南韓新基”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱(chēng)值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(57.1821─62.2756─67.7617)KΩ;-5℃→(48.1378─46.5725─50.2355)KΩ;0℃→(32.8812─35.2024─37.6537)KΩ;5℃→(25.3095─26.8778─28.5176)KΩ;10℃→(19.6624─20.7184─21.8114)KΩ;15℃→(15.4099─16.1155─16.8383)KΩ;20℃→(12.1779─12.6431─13.1144)KΩ;30℃→(7.67922─7.97078─8.26595)KΩ;35℃→(6.12564─6.40021─6.68106)KΩ;40℃→(4.92171─5.17519─5.43683)KΩ;45℃→(3.98164─4.21263─4.45301)KΩ;50℃→(3.24228─3.45097─3.66978)KΩ;55℃→(2.65676─2.84421─3.04214)KΩ;60℃→(2.18999─2.35774─2.53605)KΩ。
除個(gè)別老產(chǎn)品外,美的空調(diào)電控使用的室溫管溫傳感器均使用這種類(lèi)型的傳感器。常數(shù)B值為3470K±1%,基準(zhǔn)電阻為25℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±1%。同樣,溫度越高,阻值越小;溫度越低,阻值越大。離25℃越遠(yuǎn),對(duì)應(yīng)電阻公差范圍越大。茲附“日本北陸”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱(chēng)值,左右分別為zui小zui大值):-10℃→(22.1498─22.7155─23.2829)KΩ;0℃→(13.9408─14.2293─14.5224)KΩ;10℃→(9.0344─9.1810─9.3290)KΩ;20℃→(6.0125─6.0850─6.1579)KΩ;30℃→(4.0833─4.1323─4.1815)KΩ;40℃→(2.8246─2.8688─2.9134)KΩ;50℃→(1.9941─2.0321─2.0706)KΩ;60℃→(1.4343─1.4666─1.4994)KΩ。這種類(lèi)型的傳感器僅用于個(gè)別老產(chǎn)品,如RF7.5WB、T-KFR120C、KFC23GWY等。 傳感器-排氣溫度
SICK施克傳感器用于測(cè)量壓縮機(jī)頂部的排氣溫度,常數(shù)B值為3950K±3%,基準(zhǔn)電阻為90℃對(duì)應(yīng)電阻5KΩ±3%。茲
SICK施克傳感器附“日本芝蒲”傳感器的溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系表(中間為標(biāo)稱(chēng)值,左右分別為zui小zui大值):-30℃→(823.3─997.1─1206)KΩ;-20℃→(456.9─542.7─644.2)KΩ;-10℃→(263.7─307.7─358.8)KΩ;0℃→(157.6─180.9─207.5)KΩ;10℃→(97.09─109.8─124.0)KΩ;20℃→(61.61─68.66─76.45)KΩ;25℃→(49.59─54.89─60.70)KΩ;30℃→(40.17─44.17─48.53)KΩ;40℃→(26.84─29.15─31.63)KΩ;50℃→(18.35─19.69─21.12)KΩ;60℃→(12.80─13.59─14.42)KΩ;70℃→(9.107─9.589─10.05)KΩ;80℃→(6.592─6.859─7.130)KΩ;100℃→(3.560─3.702─3.846)KΩ;110℃→(2.652─2.781─2.913)KΩ;120℃→(2.003─2.117─2.235)KΩ;130℃→(1.532─1.632─1.736)KΩ。 傳感器-濕度傳感
高分子電容式濕度傳感器通常都是在緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出
高分子電容式濕度傳感器電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對(duì)濕度的大氣環(huán)境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化,此即為濕度傳感器的基本機(jī)理。影響高分子電容型元件的溫度特性,除作為介質(zhì)的高分子聚合物的介質(zhì)常數(shù)ε及所吸附水分子的介電常數(shù)ε受溫度影響產(chǎn)生變化外,還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數(shù)影響而產(chǎn)生變化等因素。根據(jù)德拜理論的觀點(diǎn),液體的介電常數(shù)ε是個(gè)與溫度和頻率有關(guān)的無(wú)量綱常數(shù)。水分子的ε在T=5℃時(shí)為78.36,在T=20℃時(shí)為79.63。有機(jī)物ε與溫度的關(guān)系因材料而異,且不*遵從正比關(guān)系。在某些溫區(qū)ε隨T呈上升趨勢(shì),某些溫區(qū)ε隨T增加而下降。多數(shù)文獻(xiàn)在對(duì)高分子濕敏電容元件感濕機(jī)理的分析中認(rèn)為:高分子聚合物具有較小的介電常數(shù),如聚酰亞胺在低濕時(shí)介電常數(shù)為3.03.8。而水分子介電常數(shù)是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質(zhì)在吸濕后,由于水分子偶極距的存在,大大提高了吸水異質(zhì)層的介電常數(shù),這是多相介質(zhì)的復(fù)合介電常數(shù)具有加和性決定的。由于ε的變化,使?jié)衩綦娙菰碾娙萘緾與相對(duì)濕度成正比。在設(shè)計(jì)和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,高分子介質(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關(guān)。溫度變化所引起的介質(zhì)幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均脹系數(shù)可達(dá)到的量。例如硝酸纖維素的平均脹系數(shù)為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質(zhì)膜厚d增加,對(duì)C呈負(fù)貢獻(xiàn)值;但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對(duì)水的吸附量增加,即對(duì)C呈正值貢獻(xiàn)。可見(jiàn)濕敏電容的溫度特性受多種因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù);不同的感濕材料溫度特性不同??傊叻肿訚穸葌鞲衅鞯臏囟认禂?shù)并非常數(shù),而是個(gè)變量。所以通常傳感器能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對(duì)濕敏元件的影響。比較的產(chǎn)品主要使用聚酰胺樹(shù)脂,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概要為在硼硅玻璃或藍(lán)寶石襯底上真空蒸發(fā)制作金電極,再?lài)婂兏袧窠橘|(zhì)材料(如前所述)形式平整的感濕膜,再在薄膜上蒸發(fā)上金電極.濕敏元件的電容值與相對(duì)濕度成正比關(guān)系,線性度約±2%。雖然,測(cè)濕還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想,在工業(yè)域使用,壽命、耐溫性和穩(wěn)定性、抗腐蝕能力都有待于進(jìn)步提高。 傳感器-濕敏傳感
電阻式濕度傳感器陶瓷濕敏傳感器是近年來(lái)大力發(fā)展的種新型傳感器。優(yōu)點(diǎn)在于能耐高溫,濕度滯后,響應(yīng)速度快,體積小,便于批量,但由于多孔型材質(zhì),對(duì)塵埃影響很大,日常維護(hù)頻繁,時(shí)常需要電加熱加以清洗易影響產(chǎn)量,易受濕度影響,在低濕高溫環(huán)境下線性度差,特別是使用壽命短,長(zhǎng)期可靠性差,是此類(lèi)濕敏傳感器迫切解決的問(wèn)題。當(dāng)前在濕敏元件的開(kāi)發(fā)和研究中,電阻式濕度傳感器應(yīng)當(dāng)zui適用于濕度控制域,其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長(zhǎng)多項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn),氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的和研究的歷史,有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法,都應(yīng)用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點(diǎn)尤其是。
氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料,在眾多的感濕材料之中,被人們所注意并應(yīng)用于制造濕敏器件,氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實(shí)現(xiàn)感濕。氯化鋰濕敏器件的襯底結(jié)構(gòu)分柱狀和梳妝,以氯化鋰聚乙烯醇涂覆為主要成份的感濕液和制作金質(zhì)電極是氯化鋰濕敏器件的三個(gè)組成部分。多年來(lái)產(chǎn)品制作不斷改進(jìn)提高,產(chǎn)品不斷得到改善,氯化鋰感濕傳感器其*的長(zhǎng)期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的,也是濕度傳感器zui重要的。在產(chǎn)品制作過(guò)程中,經(jīng)過(guò)感濕混合液的配制和工藝上的嚴(yán)格控制是保持和發(fā)揮這特性的關(guān)鍵。 傳感器-壓阻傳感
壓阻式傳感器是用集成電路工藝技術(shù),在硅片上制造出四個(gè)等值的薄膜電阻,并組成電橋電路。當(dāng)不受力作用時(shí),電橋處于平衡狀態(tài),無(wú)電壓輸出;當(dāng)受到力作用時(shí),電橋失去平衡,輸出與應(yīng)力成正比的電壓。壓阻式傳感器的工作原理與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器的工作原理樣,都是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。
壓阻系數(shù)
半導(dǎo)體電阻的相對(duì)變化近似等于電阻率的相對(duì)變化,而電阻率的相對(duì)變化與應(yīng)力成正比,二者的比例系數(shù)定義為
固態(tài)壓阻式傳感器壓阻系數(shù)。由下式可得:
傳感器
影響壓阻系數(shù)的因素
影響壓阻系數(shù)的因素主要是擴(kuò)散電阻的表面雜質(zhì)濃度和溫度。
固態(tài)壓阻器件
利用固體擴(kuò)散技術(shù),將P型雜質(zhì)擴(kuò)散到片N型硅底層上,形成層極薄的導(dǎo)電P型層,
裝上引線接點(diǎn)后,即形成擴(kuò)散型半導(dǎo)體應(yīng)變片。若在圓形硅膜片上擴(kuò)散出四個(gè)P型電阻,構(gòu)成惠斯登電橋的四個(gè)臂,這樣的敏感器件通常稱(chēng)為固態(tài)壓阻器件。
測(cè)量電路
壓阻式傳感器的輸出信號(hào)般較小,需要用電路進(jìn)行放大。 傳感器-CCD傳感器
電荷藕合器件〔ChargeCoupleDevices,簡(jiǎn)稱(chēng)CCD),是固態(tài)圖像傳感器的敏感器件,與普通的MOS,TTL等電路
CCD傳感器樣,屬于種集成電路,但CCD具有光電轉(zhuǎn)換、信號(hào)儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移(傳輸)、輸出、處理以及電子快門(mén)等多種*功能。圖像傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能,將其感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號(hào)“圖像”的種功能器件。
固態(tài)圖像傳感器是指在同半導(dǎo)體襯底上布設(shè)的若干光敏單元與移位寄存器構(gòu)成的集成化、功能化的光電器件。光敏單元簡(jiǎn)稱(chēng)為“像素”或“像點(diǎn)”,它們本身在空間上、電氣上是彼此獨(dú)立的。固態(tài)圖像傳感器利用光敏單元的光電轉(zhuǎn)換功能將投射到光敏單元上的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)“圖像”,即將光強(qiáng)的空間分布轉(zhuǎn)換為與光強(qiáng)成比例的、大小不等的電荷包空間分布。然后利用移位寄存器的功能將這些電荷包在時(shí)鐘脈沖控制下實(shí)現(xiàn)讀取與輸出,形成系列幅值不等的時(shí)序脈沖序列。
特點(diǎn):具有體積小、失真小、靈敏度高、抗振動(dòng)、耐潮濕、成本低。
基本原理:在系列MOS電容器金屬電極上,加以適當(dāng)?shù)拿}沖電壓,排斥掉半導(dǎo)體襯底內(nèi)的多數(shù)載流子,形成“勢(shì)阱”的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而達(dá)到信號(hào)電荷(少數(shù)載流子)的轉(zhuǎn)移。如果所轉(zhuǎn)移的信號(hào)電荷是由光像照射產(chǎn)生的,則CCD具備圖像傳感器的功能;若所轉(zhuǎn)移的電荷通過(guò)外界注入方式得到的,則CCD還可以具備延時(shí)、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及邏輯運(yùn)算等功能。電荷偶合器件CCD的基本原理與金屬氧化物硅(MOS)電容器的物理機(jī)理密切相關(guān)。 傳感器-選用方法
SICK施克傳感器千差萬(wàn)別,即便對(duì)于相同種類(lèi)的測(cè)定量也可采用不同工作原理的傳感器,因此,要根據(jù)需要選用zui適宜的
如果誤選傳感器,就會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。為此,要從系統(tǒng)總體考慮,明確使用的目的以及采用傳感器的必要性,不要采用不適宜的傳感器與不必要的傳感器。測(cè)量條件列舉如下,即測(cè)量目的,測(cè)量量的選定,測(cè)量的范圍,輸入信號(hào)的帶寬,要求的精度,測(cè)量所需要的時(shí)間過(guò)輸入發(fā)生的頻繁程度。
)SICK施克傳感器的
選用傳感器時(shí),要考慮傳感器的下述,即精度,穩(wěn)定性,響應(yīng)速度,模擬信號(hào)或者數(shù)字信號(hào),輸出量及其電平,被測(cè)對(duì)象特性的影響,校準(zhǔn)周期,過(guò)輸入保護(hù)。
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