傳感器的組成
發布時間:2011/8/10 16:49:13 訪問次數:5944
傳感器的功用是一感二傳,即感如被測信息并傳送出去。傳感器一般由敏感元器件、轉換元器件、轉換電路和輔助電源4部分組成,如圖6-1所示。
(1)敏感元器件
敏感元器件是能夠直接感知(響應)被測量,并按一定規律轉換成與被測量有確定關系的其他量的元器件。例如,應變式壓力傳感器的彈性膜片就是敏感元器件,作用是將壓力轉換成彈性膜片的變形。它是直接感受被測量,并且使輸出量與被測量成確定關系的某一物理元器件。
(2)轉換元器件
轉換元器件是指能將敏感元器件的輸出量直接轉換成電量輸出的元器件,一般情況下不直接感知(響應)被測量(特殊情況例外)。例如,應變式壓力傳感器中的應變片就是轉換元器件,作用是將彈性膜片的變形轉換成電阻值的變化。
(3)轉換電路
轉換電路又稱信號調節(轉換)電路,也稱為二次儀表,是把轉換元器件輸出的電信號放大,轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。這些電路的類型視傳感器類型而定,通常采用的有電橋電路、放大器電路、變阻器電路、A/D與D/A轉換電路、調制電路和振蕩器電路等。
(4)電源電路
有的傳感器需要外部電源供電,有的傳感器則不需要外部電源供電,如壓電傳感器。
實際上,傳感器的構成方法因被測量(對象)、轉換原理、使用環境及性能指標要求等具體情況的不同而有較大的差異。最簡單的傳感器由一個敏感元器件(兼轉換元器件)組成,它感知被測量時直接輸出電量,如熱電偶。有些傳感器由敏感元器件和轉換元器件組成,沒有轉換電路,如壓電式加速度傳感器,其中質量塊是敏感元器件,壓電片是轉換元器件。有些傳感器轉換元器件不止一個,要經過若干次轉換。
如果所要測量的非電量正好是某傳感器能轉換的那種非電量,而該傳感器轉換出來的電量又正好能為后面的顯示、記錄電路所利用(例如,熱電偶測溫度時產生的熱電勢可以驅動動圈式毫伏計),那么只要由這種傳感器和顯示儀表便可構成一個非電量測量系統。
如果把傳感器稱為變換器,則敏感器可稱為預變換器。例如,用電阻應變片測壓力時要將應變片粘貼到受壓力的彈性元器件上,彈性元器件將壓力轉換為應變,應變片再將應變轉換為電阻變化,這里應變片便是傳感器,而彈性元器件便是敏感器。敏感器與傳感器雖然都是對被測非電量進行轉換,但敏感器是把被測非電量轉換為可用非電量,而不是像傳惑器那樣把非電量轉換成電量。
傳感器的功用是一感二傳,即感如被測信息并傳送出去。傳感器一般由敏感元器件、轉換元器件、轉換電路和輔助電源4部分組成,如圖6-1所示。
(1)敏感元器件
敏感元器件是能夠直接感知(響應)被測量,并按一定規律轉換成與被測量有確定關系的其他量的元器件。例如,應變式壓力傳感器的彈性膜片就是敏感元器件,作用是將壓力轉換成彈性膜片的變形。它是直接感受被測量,并且使輸出量與被測量成確定關系的某一物理元器件。
(2)轉換元器件
轉換元器件是指能將敏感元器件的輸出量直接轉換成電量輸出的元器件,一般情況下不直接感知(響應)被測量(特殊情況例外)。例如,應變式壓力傳感器中的應變片就是轉換元器件,作用是將彈性膜片的變形轉換成電阻值的變化。
(3)轉換電路
轉換電路又稱信號調節(轉換)電路,也稱為二次儀表,是把轉換元器件輸出的電信號放大,轉換為便于顯示、記錄、處理和控制的有用電信號的電路。這些電路的類型視傳感器類型而定,通常采用的有電橋電路、放大器電路、變阻器電路、A/D與D/A轉換電路、調制電路和振蕩器電路等。
(4)電源電路
有的傳感器需要外部電源供電,有的傳感器則不需要外部電源供電,如壓電傳感器。
實際上,傳感器的構成方法因被測量(對象)、轉換原理、使用環境及性能指標要求等具體情況的不同而有較大的差異。最簡單的傳感器由一個敏感元器件(兼轉換元器件)組成,它感知被測量時直接輸出電量,如熱電偶。有些傳感器由敏感元器件和轉換元器件組成,沒有轉換電路,如壓電式加速度傳感器,其中質量塊是敏感元器件,壓電片是轉換元器件。有些傳感器轉換元器件不止一個,要經過若干次轉換。
如果所要測量的非電量正好是某傳感器能轉換的那種非電量,而該傳感器轉換出來的電量又正好能為后面的顯示、記錄電路所利用(例如,熱電偶測溫度時產生的熱電勢可以驅動動圈式毫伏計),那么只要由這種傳感器和顯示儀表便可構成一個非電量測量系統。
如果把傳感器稱為變換器,則敏感器可稱為預變換器。例如,用電阻應變片測壓力時要將應變片粘貼到受壓力的彈性元器件上,彈性元器件將壓力轉換為應變,應變片再將應變轉換為電阻變化,這里應變片便是傳感器,而彈性元器件便是敏感器。敏感器與傳感器雖然都是對被測非電量進行轉換,但敏感器是把被測非電量轉換為可用非電量,而不是像傳惑器那樣把非電量轉換成電量。