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压力传感器所属压力传感器中最常用的一种,在工业、电子、化工、医疗、军用、石油等领域中都有一定的应用。压力传感器的种类是非常多的,可以分为压阻式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器等,今天小编就来为大家具体介绍一下常见压力传感器的工作原理吧,希望可以帮助到大家。  1、压阻式力传感器:电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。  2、陶瓷压力传感器:陶瓷压力传感器基于压阻效应,压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面,连接成一个惠斯通电桥,由于压敏电阻的压阻效应,使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mv/v等,可以和应变式传感器相兼容。  3、扩散硅压力传感器:扩散硅压力传感器工作原理也是基于压阻效应,利用压阻效应原理,被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷),使膜片产生与介质压力成正比的微位移,使传感器的电阻值发生变化,利用电子线路检测这一变化,并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。  4、蓝宝石压力传感器:利用应变电阻式工作原理,采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件,具有无与伦比的计量特性。因此,利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件,对温度变化不敏感,即使在高温条件下,也有着很好的工作特性;蓝宝石的抗辐射特性极强;另外,硅-蓝宝石半导体敏感元件,无p-n漂移。  5、压电式压力传感器:压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
发布时间: 2018 - 01 - 04
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1、传感器测量适用于多大压力值?  答:首先需要了解的是对应系统中所需要的最大压力值。那么所需要选配的压力传感器压力范围最大值应该达到系统所需最大压力值的1.5倍。这些额外的压力范围是由于许多的系统,特别是水压和过程控制,存在压力尖峰或者连续的脉冲。这些尖峰可能会达到“最大”压力的五至十倍,有可能造成传感器的损坏。连续的高压脉冲,接近或者超过传感器的最大额定压力,也会缩短传感器的寿命。所以仅仅提高传感器额定压力并不是万全之策,因为这会牺牲传感器的分辨率。也可以使用缓冲器来减弱尖峰,但是这也仅仅是一个折中方案,因为这会降低传感器的响应速度。  2、传感器需要达到什么样的精度?  答:精确度是行业内通俗用来描述传感器输出误差常用的一个术语。它来源于非线性,迟滞,不可重复性,温度,零点平衡,校正和湿度效应。通常下我们将精确度指定为非线性,迟滞和不可重复性的综合影响。对许多传感器来说,“精确度”会由于温度,零点平衡等因素而比标称值更低。拥有更高精确度的传感器的成本会更高,那么所对应的系统真是需要这么高的精确度吗?使用高精确度传感器和低分辨率仪器组成的系统其实是一种低效率的解决方案。  3、传感器的耐温性如何?  答:压力传感器,像所有物理设备系统一样,会在极端温度的环境下会产生错误甚至无法使用。一般每个传感器将会有两个温度范围,分别是工作范围和补偿范围。补偿范围包含在工作范围之内。  工作范围是指在这个范围内,传感器通电后可以暴露在介质中而不会发生损坏。但是,这并不表示当处于补偿范围以外的时候其性能也能达到标称的规格(温度系数)。  补偿范围一般是在工作范围之内的一段更狭窄的范围。在这个范围内,传感器确保可以达到标称的规格。温度的改变通过两种方法影响传感器,其一是造成零点漂移,其二是影响整个量程的输出。传感器规格说明应该将这些误差以下列形式列出:±x%满量程/°...
发布时间: 2018 - 01 - 04
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智能技术是当今许多消费电子设备的一个组成部分。在智能家居市场,越来越多的智能家居在设计中开始采用传感器,以实现先进的传感和控制。位置传感器、接近传感器、液位传感器、流量和速度控制传感器技术被用于范围广泛的电器中,以提高准确性、可靠性和效率。现代的智能电器设计需要在每个单元布置多个传感器,如图1所示。图1影响智能家居传感器应用的四大因素1.对消费者便利和家庭自动化的需求推动了对采用智能传感器的家用电器的需求。由于现代家庭越来越依赖于智能技术,采用先进传感技术的智能家电技术并使同步通信和控制成为可能。2.全球各地包括亚洲、南美和其他各洲,对于高效节能而且价格低廉的电器的需求持续增长。3.不断上涨的能源价格和相关政府法规要求使用节能的智能家居家用电器。传感器在多种应用中的广泛使用,包括智能电网、智能建筑以及智能工业过程控制,将有助于实现更有效的资源利用和减少温室气体排放。通过采用内置高效节能的先进技术显着降低了能源和水的需求水平,同时最大程度减少了相应的水电浪费。4.微处理器控制系统的使用减少了对大型机械接触器/继电器和传统上以数安培电流开关白炽灯的开关技术的需求。今天的智能家电需要低电压和低电流的开关/传感装置。非接触式传感装置是机械装置的理想替代品。磁簧开关和霍尔传感器是适合数以百万次运行周期的非接触式传感技术。它们之所以被认为是非接触式的,是因为启动器件无需与传感器产生物理接触来改变传感器输出。磁簧开关磁簧开关是一种由外加磁场操作的电子开关。作为一种无源器件,它不需要任何电能来运行。簧片通常被密封在充满惰性气体的密封玻璃管中。这种开关由两个或三个被称为簧片的薄金属片构成,这些金属片顶端有电镀触点,它们之间有很小的间隔(如图2)。图2由于其简单和可靠的性能,磁簧开关成为低功率应用(如智能家居电器)的理想选择。磁簧开关通常在冰箱和烤箱门中用以检测门的打开或关闭状态。传感器向控制...
发布时间: 2018 - 01 - 02
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测力传感器通常将力转换为正比于作用力大小的电信号,使用十分方便,因而在工程领域及其他各种场合应用最为广泛。测力传感器种类繁多,依据不同的物理效应和检测原理可分为电阻应变式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。应变式力传感器在所有力传感器中,应变式力传感器应用最为广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量,且测量精度高,其使用量约占力传感器总量的90%左右。应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同,它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变,再利用电阻应变效应测出应变,从而间接地测出力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。应变片的布置和接桥方式,对于提高传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质,在贴片位置许可的情况下,可贴4或8片应变片,其位置应是弹性元件应变最大的地方。柱形应变式力传感器图1给出了常见的柱形、筒形、梁形弹性元件及应变片的贴片方式。图1(a)为柱形弹性元件;图1(b)为筒形弹性元件;图1(c)为梁形弹性元件。图1 几种弹性元件及应变片贴片方式柱形弹性元件通常都做成圆柱形和方柱形,用于测量较大的力。最大量程可达10MN。在载荷较小时(1~100kN),为便于粘贴应变片和减小由于载荷偏心或侧向分力引起的弯曲影响,同时为了提高灵敏度,多采用空心柱体。四个应变片粘贴的位置和方向应保证其中两片感受纵向应变,另外两片感受横向应变(因为纵向应变与横向应变是互为反向变化的),如图1(a)所示。当被测力F沿柱体轴向作用在弹性体上时,其纵向应变和横向应变分别为式中,E为材料的弹性模量;S为柱体的截面积;μ为材料的泊松比。在实际测量中,被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用,而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心,这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外,还受...
发布时间: 2018 - 01 - 02
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由耐特恩整理:全球各国皆面临人口高度聚集于城市的议题,根据联合国统计资料,1950年时仅有3成人口聚集于都会,2050年预估将有7成人口居住于城市,有限土地负载超量人口,为了提升人民生活质量,各国皆将城市作为物联网技术实验场域,打造各种贴近人民需求的应用服务,并针对自身城市治理问题,以及城市远景规划各种解决方案。  作为智慧城市先驱巴塞隆纳,十多年前开始推动基础设施智慧化,之后并根据“欧洲2020战略”制订了“MESSI战略”,企盼透过E化政府与信息通讯技术,提升人民生活质量。巴塞隆纳初期以“感知巴塞隆纳”为号召,于城市布建大量传感器与网络设备,并透数据开放平台,广邀企业民众共同开发应用,加速智慧城市应用推广。  巴塞隆纳即善用无线感测技术,解决垃圾清运效率的难题,当地卫生主管机关在所有垃圾桶上安装传感器,当垃圾满载即会通知云端系统,中央系统即会依照各处回报数据,并搭配垃圾车目前GPS所在位置,协助规划最适合行进路线,以提高垃圾的处理效率,同时系统记录各区垃圾量数据,协助未来垃圾桶建置规划。  曾获得全球最佳智慧城市丹麦哥本哈根,为了营造节能减碳城市,则透过智能交通系统打造脚踏车友善城市,创造高达41%单车通勤比例。哥本哈根交通系统思维强调“单车优于汽车”,除了广设单车专用道,并在LED路灯建置传感器,实时搜集道路交通信息,同时串结城市交通灯号系统,智能交通系统只要侦测到单车接近路口,通勤者只要维持时速20公里,即使在尖峰时刻也可一路畅行无阻,经此鼓励民众多使用单车。由民间企业主导智慧城市案例,韩国首尔近郊松岛是不可忽略的典范。思科将松岛打造一个会思考的城市,兴建城市的同时,就在建筑物、街道以及水电管线嵌入传感器,并以信息传输系统作为神经传导中枢,每个传感器持续将数据传送到中央控制系统,例如城市建筑物、电力使用、交通状况等数据,都集中汇整分析,依据居民实际需求,远程适时自动...
发布时间: 2018 - 01 - 02
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