传感器原理与应用1

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1、传感器的原理与应用V1.002006年5月传感器的基本概念根据国家标准GB7665-87，定义传感器（Transducer/Senor）为：能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件或转换元件组成：敏感元件（Sensingelement）指传感器中能直接感受被测量的部分；转换元件（Transductionelement）指传感器中能将敏感元件输出量转换为适合传输和测量的电信号部分。传感器的应用传感器的作用相当于人的五官，系统的自动化程度、智能化越来越高，系统对传感器的依赖性越大，传感器对系统的功能

2、起决定性的作用。传感器现在已广泛应用于各学科和工程领域。工业自动化、航天技术、军事、机器人、环境监测、安全保卫、医疗、家用电器、农业现代化等iCAN教学实验开发平台上应用的传感器在iCAN教学实验开发平台上集成了不同类型的传感器接近开关光电开关热电阻、热电偶温湿度传感器超声波传感器煤气传感器接近开关接近开关性能特点接近开关性能特点在各类开关中，有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的，这就是接近开关。当有物体移向接近开关，并接近到一定距离时，位移传感器才有“感知”，开关

3、才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。有时被检测物体是按一定的时间间隔，一个接一个地移向接近开关，又一个一个地离开，这样不断地重复。不同的接近开关，对检测对象的响应能力是不同的。这种响应特性被称为“响应频率”。接近开关分类接近开关分类：电感式接近开关电容式接近开关霍尔接近开关电感式接近开关它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。电容式接近开

4、关这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由于它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。电容式接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。霍尔接近开关霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关，叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁

5、性物体存在，进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。接近开关选用注意事项在一般的工业生产场所，通常都选用涡流式接近开关和电容式接近开关。因为这两种接近开关对环境的要求条件较低。当被测对象是导电物体或可以固定在一块金属物上的物体时，一般都选用涡流式接近开关，因为它的响应频率高、抗环境干扰性能好、应用范围广、价格较低。若所测对象是非金属（或金属）、液位高度、粉状物高度、塑料、烟草等。则应选用电容式接近开关。这种开关的响应频率低，但稳定性好。若被测物体为导磁材料或者为了区别和它在一同运动的物体而把磁钢埋在被测物体内时，应选用霍尔

6、接近开关，它的价格最低。无论选用哪种接近开关，都应注意对工作电压、负载电流、响应频率、检测距离等各项指标的要求。光电开关光电开关原理光电传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。工作原理是：首先把被测量的变化转换成光信号（光通量或光参数）的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。光电开关分类对射式光电开关直接反射式光电开关反射板型反射式光电开关会聚型反射式光电开关对射式光电开关对射式光电开关原理对射式光电开关是将投光器与受光器置于相对的两个装置，光束也是在相对的两个装置之

7、间，穿过投光器与受光器之间的物体会阻断光束并启动受光器。直接反射式光电开关直接反射式光电开关原理直接反射式光电开关将投光器与受光器置于一体内，光电开关反射的光被检测物体返回受光器。反射板型反射式光电开关反射板型反射式光电开关原理反射板型反射式光电开关也将投光器与受光器置于一体，它不同于其他模式的是它采用反射板将光线反射到光电开关，光电开关与反射板之间的物体虽然也会反射光线，但其效率远低于反射板，因而切断反射光束。会聚型反射式光电开关会聚型反射式光电开关原理会聚型反射式的光电开关的工作原理类似于直接反射式光电开关，其投光器与受光器置于一体，只有

8、当物体出现在聚焦点时，光电开关才会有动作。光电开关选用注意事项在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电接近开关。光电接近开关工作时对被测对象几乎无任何影响。因