傳感器分類(lèi)及常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用

1、機(jī)電一體化技術(shù)常用傳感器及其原理班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：一、傳感器的分類(lèi)傳感器有許多分類(lèi)方法，但常用的分類(lèi)方法有兩種，一種是按被測(cè)物理量來(lái)分；另一種是按傳感器的工作原理來(lái)分。按被測(cè)物理量劃分的傳感器，常見(jiàn)的有：溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等。按工作原理可劃分為：1 .電學(xué)式傳感器電學(xué)式傳感器是非電量電測(cè)技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流式傳感器等。電阻式傳感器是利用變阻器將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)的原理制成。電阻式傳感器一般有電位器式

2、、觸點(diǎn)變阻式、電阻應(yīng)變片式及壓阻式傳感器等。電阻式傳感器主要用于位移、壓力、力、應(yīng)變、力矩、氣流流速、液位和液體流量等參數(shù)的測(cè)量。電容式傳感器是利用改變電容的幾何尺寸或改變介質(zhì)的性質(zhì)和含量，從而使電容量發(fā)生變化的原理制成。主要用于壓力、位移、液位、厚度、水分含量等參數(shù)的測(cè)量。電感式傳感器是利用改變磁路幾何尺寸、磁體位置來(lái)改變電感或互感的電感量或壓磁效應(yīng)原理制成的。主要用于位移、壓力、力、振動(dòng)、加速度等參數(shù)的測(cè)量。磁電式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理，把被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電量制成。主要用于流量、轉(zhuǎn)速和位移等參數(shù)的測(cè)量。電渦流式傳感器是利用金屑在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線(xiàn)，在金屬內(nèi)形成渦流的原理制成。主要用于位

3、移及厚度等參數(shù)的測(cè)量。2 .磁學(xué)式傳感器磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。3 .光電式傳感器光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和光學(xué)原理制成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測(cè)量。4 .電勢(shì)型傳感器電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。5 .電荷傳感器電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用于力及加速度的測(cè)量。6 .半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變

4、化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場(chǎng)和有害氣體的測(cè)量。7 .諧振式傳感器諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來(lái)改變諧振頻率的原理制成，主要用來(lái)測(cè)量壓力。8 .電化學(xué)式傳感器電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電特性的形成不同，電化學(xué)傳感器可分為電位式傳感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感器和電解式傳感器等。電化學(xué)式傳感器主要用于分析氣體、液體或溶于液體的固體成分、液體的酸堿度、電導(dǎo)率及氧化還原電位等參數(shù)的測(cè)量。另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，傳感器可劃分為直接轉(zhuǎn)換型傳感器和間接轉(zhuǎn)如光敏電換型傳感器兩大類(lèi)。前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為電信號(hào)

5、輸出,阻受到光照射時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成另外一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類(lèi)，當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管產(chǎn)生形變，傳感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出:、生活中常見(jiàn)的傳感器1、溫度傳感器種類(lèi)<1>、數(shù)字信號(hào)輸出傳感器類(lèi)型及應(yīng)用場(chǎng)合：DS18B20,18B20數(shù)字溫度傳感器，可應(yīng)于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。外形如圖1-1所示。DS18B2D圖1-1<2>、熱敏電阻傳感器類(lèi)型及應(yīng)用場(chǎng)合：熱敏電阻溫度傳感器溫度，探頭。外形如圖1-2所示。圖1-2&

6、lt;3>、MTS102溫度傳感器溫度范圍：-40+150C。外形如圖1-3所示。溫度傳感器的電路圖，如圖圖1-31-4所示。圖1-42、超聲波傳感器種類(lèi)：<1>超聲波傳感器TCT40-16F/S（收/發(fā)），外形如圖2-1所示。超聲波探頭圖2-1<2>、超聲波傳感器TCT40-16F/S（收發(fā)一體），外形如圖2-2所示。圖2-2<3>、超聲波測(cè)距模塊，最大檢測(cè)距離5m,外形如圖2-3所示。圖2-3<4>、超聲波測(cè)距模塊，可以直接裝在機(jī)器人上，作為尋物、避障探測(cè)等應(yīng)用，外形如圖2-4所示。圖2-4超聲波傳感器電路圖如圖2-5所示。圖2-53、

7、加速度傳感器種類(lèi)及應(yīng)用場(chǎng)合：MMA7660MMA7660FC超小低功耗三軸加速度傳感器，三軸加速度感應(yīng),可應(yīng)于小車(chē)、機(jī)器人等的傾角控制，外形如圖3-1所示。圖3-14、氣體煙霧傳感器<1>、煙霧傳感器MQ-2,可用于檢測(cè)CO、CH4等可燃性氣體，外形如圖4-1所示。煙霧傳感器圖4-1<2>、酒精傳感器MQ-3,半導(dǎo)體酒精傳感器MQ-3,外形如圖4-2所示。圖4-25、濕度傳感器：濕敏電阻，濕度敏感元器件，具有感濕范圍寬、靈敏度高、濕滯澗差小、響應(yīng)速度快，外形如圖5-1所示。圖5-16、振動(dòng)傳感器/位移傳感器：CLA-3,外形如圖6-1所示。圖6-17、霍爾開(kāi)關(guān)傳感器：霍

8、爾開(kāi)關(guān)傳感器/電機(jī)測(cè)速/位置檢測(cè)，可用于電機(jī)測(cè)速/位置檢測(cè)等場(chǎng)，外形如圖7-1所示。圖7-18、無(wú)線(xiàn)遙控組建：315M,常用于報(bào)警器設(shè)防、車(chē)庫(kù)門(mén)遙控、摩托車(chē)、汽車(chē)的防盜報(bào)警等，外形如圖8-1所示。圖8-19、24GHz雷達(dá)傳感器，外形如圖9-1所示。圖9-1是雷達(dá)測(cè)速儀，水位計(jì)，汽車(chē)ACC它是一種可以將微波回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為一種電信號(hào)的裝換裝置,輔助巡航系統(tǒng)，自動(dòng)門(mén)感應(yīng)器等的核心芯片。10、光電式傳感器photoelectrictransducer,基于光電效應(yīng)的傳感器，在受到可見(jiàn)光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它除能測(cè)量光強(qiáng)之外，還能利用光線(xiàn)的透射、遮擋、反射、干涉等測(cè)量多種物

9、理量，如尺寸、位移、速度、溫度等，因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。光電測(cè)量時(shí)不與被測(cè)對(duì)象直接接觸，光束的質(zhì)量又近似為零，在測(cè)量中不存在摩擦和對(duì)被測(cè)對(duì)象幾乎不施加壓力。因此在許多應(yīng)用場(chǎng)合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯的優(yōu)越性。其缺點(diǎn)是在某些應(yīng)用方面，光學(xué)器件和電子器件價(jià)格較貴，并且對(duì)測(cè)量的環(huán)境條件要求較高。速騰車(chē)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器為光電式傳感器。外形如圖10-1所示。圖10-111、空氣質(zhì)量傳感器，外形如圖11-1所示。圖11-1它是semiconductortransducer利用半導(dǎo)體材料的各種物理、化學(xué)和生物學(xué)特性制成的傳感器。所采用的半導(dǎo)體材料多數(shù)是硅以及m-V族和n-vi族元素化合物。半導(dǎo)體傳感器種類(lèi)繁多，它利用近百種物理效應(yīng)和材料的特性，具有類(lèi)似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺(jué)功能。12、感器，外形如圖12-1所示。圖12-1空氣流量傳感器是測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發(fā)動(dòng)流量傳感器機(jī)為了在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，必須正確地測(cè)定每一瞬間吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，以此作為ECU計(jì)算（控制）噴油量的主要依據(jù)。如果空氣流量傳感器或線(xiàn)路出現(xiàn)故障，ECU得不到正確的進(jìn)氣量信號(hào)，就不能正常地進(jìn)行噴油量的控制，將造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。13、位置傳感器，外形如圖13-1所示。圖13-1是點(diǎn)火控制也叫同步信號(hào)傳感器，它是一個(gè)氣缸判