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传感器原理及种类介绍

――年度教育训练

一、传感器的基础知识

1、传感器的定义

国家标准GB7665-87 对传感器下的定义是：“ 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

2、传感器的分类

2.１、按传感器的被测物理量分类，可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器等传感器。

2.２、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。

2.３、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“ １” 和“ ０” 或“ 开” 和“ 关” ）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。

二、传感器的原理

1、应变式电阻传感器

电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是应变式电阻传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。

电阻应变片的工作原理

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。金属导体的电阻值可用下式表示：

式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）

S——导体的截面积（cm2）

L——导体的长度（m）

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截

面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。

2、电容式传感器

电容式传感器是一个具有可变参数的电容器。多数场合下，电容是有两个金属平行板组成并且以空气为介质，如图1所示。

图1

有两个平行板组成的电容器的电容量为

式中ε——板间介质的电容常数；

A——两平行板所覆盖的面积；

d——两平行板间的距离

C——电容量

当被测参数使得上式中的A、d或ε发生变化时，电容量C也随之变化。如果保持其中两个参数不变而仅改变其中一个参数，就可把该参数的变化转换为电容量的变化。因此，电容量的变化的大小与被测参数的大小成比例。在实际使用中电容式传感器常以改变平行板间距d来进行测量，因为这样获得的测量灵敏度高于改变其它参数的电容传感器的灵敏度。改变平行板间距d的传感器可以测量微米数量级的位移，而改变面积A的传感器只适用于测量厘米数量级的位移。

3、脉冲式编码器

脉冲式编码器的圆盘上等角距地开有两道缝隙，内外圈（A,B）的相邻两缝距离错开半条缝宽；另外在某一径向位置，一般在内外两圈之内外，开有一狭缝，表示码盘的零位。在它们的相对两侧面分别安装光源和光电接收元件，如图2所示。当转动盘时，光线经过透光和不透光的区域，每个码道将有一系列光电脉冲由光电元件输出，码道上有多少缝隙就有多少个脉冲输出。

图2 脉冲式编码器

4、热电偶传感器

热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。

热电偶测温基本原理：将两种不同材料的导体或半导体A和B 焊接起来，构成一个闭合回路，如图3所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

图3

5、光电传感器

光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面

积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（＜μ;A），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。

光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。

净水器滤芯种类与功能

净水器滤芯种类与功能滤芯名称功能更换时间 PP棉滤芯滤除水中泥沙、铁锈、虫卵、浮物、胶体、有机物、杂质等，过滤面积和纳污量大，效果好。 2~4个月颗粒活性炭具有极高的吸附能力，可除去水中有机物以及异味.异色等，如农药.余氯.三氯甲烷等。 6~8个月压缩活性炭深层次吸附水中之异味、异色、余氯、卤代物及有机物等对人体有害的物质，有效改善出水口感。 6~8个月中空纤维超滤膜应用中纤维丝膜，孔径约0.1-0.01微米，截留水中之极微小的悬浮物、胶体、微粒、病毒、细菌等有害物质，滤除水中大分子物质。 12~24个月 Ro反渗透膜反渗透膜虑孔径为0.0001微米，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物、重金属、细菌、病毒等其他物质，同时只允许水分子通过。 12~24个月后置活性炭(T33滤芯)进一步深层次去除异味、余氯和抑菌，防止净化水和第二次污染，使水质口感更新鲜、甘甜。 6~8个月软化树脂滤芯、阳离子交换树脂针对水质硬度大的地区，将钙镁元素含量较高的硬水，交替转化为软水，避免人体因长期食用硬水而罹患结石病。 6~8个月能量石滤芯、弱碱性滤芯调节水质PH值，使水质变成弱碱性水。12个月麦饭石滤芯、矿物质滤芯可微量的持续不断的溶出对人体健康有益的常量和微量元素钙、钾、锌、理、碘、硒等,这使得经过矿化滤芯生产的净水富含有益矿物质。 12个月

KDF滤芯KDF有效去除水中的铅、汞等对人体有害的重金属，并同时能释放出对人体有益的锌元素。有效吸附水中化合物、农药、化肥、三氯甲烷等 12个月净水器的种类原理优点缺点滤芯式净水器这种净水器采用的是滤芯结构，根据不同的需求，可以搭配不同的滤芯价格比较便宜，过滤精度比较高（含有超滤芯的）滤芯寿命比较短（例如PP棉的寿命在3-5个月，活性炭寿命在半年左右，超滤寿命1-2 年），出水量小，只适合饮用。纯水机采用的是RO反渗透技术，最早出现在航空事业中，是为了为航空员解决饮用水而研发的出水精度高（除了水分子，任何物质都过不去） 1、缺少都人体有益的微量元素，平均出一杯纯水，要产生 3杯废水，同时必须用电。离子水机通过电解的方式，将水电解为酸碱两种水，碱性水用来饮用（因为人体人是酸性结构，经常饮用碱性水，可以调节酸碱平衡，促进新陈代谢），酸性水用来洗浴（或者用来杀菌消毒），同时通过电解，改变水的分子团（将水改变为6个分子团的小分子团）。最早是被用来做医疗器械，对于常见的皮肤病有一定的疗效。 2、成本高（普通的大概在6 千多），同时水的酸碱值也取决于电解版，需要用电。磁化水机普通水以一定流速，沿着与磁力线垂直的方向，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。通过磁化，改变水的分子团，更利于人体吸收。有肠胃疾病的人慎用，因为磁化水对肠胃有一定的刺激。中央净水器将净水器安装在家里的总进水管上，使家里的所有用水都净化。滤料寿命长（最短的也有5 年），操作方便，同时带有反冲洗功能，可以延长滤料寿命。净化精度不是特别高，如果用来处理饮用水，效果不是特别好根据上面的对比，最后的结论是没有任何一款单一的净水器，可以处理家庭的所有用水（正常家庭应该有3种水，一种是原来的生活用水，用来洗车、拖地、洗抹布，一种是净化后的软化酸性水，用来洗浴，一种是高度净化的偏碱水，用来饮用），最科学的处理方法，是安装一套净水组合，一个全屋净水，用来将全屋的水都净化（包括洗浴水），然后再在全屋净水的基础上，在厨房安装一个厨房净水器（控制水中的微生物，达到直饮的标准）这样就比较科学了。同时建议您，如果有条件的话，将家里坐便水管与总水管分开单走，因为坐便用水没有净化的必要，如果净化，反而会影响净水器滤料的寿命（坐便用水占家庭用水的60%）。

电涡流传感器的研究与探讨汇总

档案编号：毕业设说明书题目：电涡流传感器的研究与探讨系别：电气工程系专业：生产过程自动化班级：姓名：指导教师：（共18 页）年月日

摘要：电涡流传感器是基于涡流效应的新型传感器。由于它具有结构简单、抗干扰能力强、测量精度高、非接触、响应速度快、不受油污等介质影响等优点，因而得到了广泛的应用。但目前的电涡流位移传感器存在着测量范围小，传感器存在非线性问题，这给传感器的应用造成了一定的影响。本文首先通过对实验室所用的电涡流传感器实验模板的电路进行研究和优化，进而提高电路的抗干扰能力使测量结果的更加准确。其次针对电涡流位移传感器存在的测量范围小，传感器存在非线性问题的改善提出设想即：先对电涡流位移传感器用于位移检测的工作原理及应用进行分析，研究了线圈截面形状及参数变化对涡流传感器线性测量范围和灵敏度的影响；再从电路设计方面提高传感器的稳定性及抗干扰能力，从而为位移测量扩展量程打下基础；最后通过对电涡流传感器测位移实验进行分析处理得出电涡流传感器位移测量范围的扩展方法和改善电涡流传感器非线性问题的方法。关键词：电涡流传感器; 位移测量; 非线性; 测量范围 Abstract: the eddy current sensor is a new type of sensor based on eddy current effect. Because it is simple in structure, strong anti-jamming capability, high accuracy, non-contact, fast response, not polluted advantages such media influence, and been widely used. But the current electricity eddy displacement sensor measurement range small, there exist nonlinear problem, the sensor to a sensor applications has caused some influence. This paper firstly eddy current sensor used in the laboratory experiment template circuit research and optimization, and improve the anti-interference ability of the circuit more accurate measurement results. Secondly according to the eddy current displacement sensor measurement range small, there exist nonlinear problem of sensor to improve it puts forward the idea of the eddy current is: first displacement detection sensors for displacement of the working principles and applications, research analyzed the coil cross-section

传感器原理及应用

温度传感器的应用及原理温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

气敏传感器及其工作原理

气敏传感器及其工作原理指导老师：雷家珩汇报者：周华汇报时间：2011.11.2

目录 ?气敏传感器定义 ?气敏传感器分类 ?气敏传感器工作原理 ?气敏传感器的应用 ?气敏传感器研究现状与发展趋势 ?参考文献

1 气敏传感器定义气敏传感器是一种将检测到的气体成份和浓度转换为电信号的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

2 气敏传感器分类半导体式气敏传感器气敏传感器绝缘体气敏传感器电化学气敏传感器光干涉式气敏传感器热传导式气敏传感器红外线吸收散式气敏传感器电阻型非电阻型接触燃烧式型电容式恒电位电解式伽伐尼电池式

3 气敏传感器工作原理 3.1 半导体气敏传感器工作原理 ●半导体气敏传感器(见图1,2)由气敏部分、加热丝及防爆网等构成,它是在气敏部分的SnO 2、Fe 2 O 2 、ZnO 2 等金属氧化物中添加Pt、Pd等敏化剂的传感器。 ●半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体(主要是金属氧化物)表面接触时,产生的电导率等物性变化来检测气体。半导体气敏器件被加热到稳定状态下,当气体接触器件表面而被吸附时,吸附分子首先在表面自由地扩散(物理吸附) ,失去其运动能量,其间的一部分分子蒸发,残留分子产生热分解而固定在吸附处(化学吸附)。

这时,如果器件的功函数小于吸附分子的电子亲和力,则吸附分子将从器件夺取电子而变成负离子吸附。具有负离子吸附倾向的气体有O 2和NO x ,称为氧化型气体或电子接收性气体。如果器件的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而成为正离子吸附。具有这种正离子吸附倾向的气体有H 2 、CO、碳氢化合物和酒类等,称为还原型气体或电子供给性气体。图1 半导体气敏传感器结构图图2 半导体气敏传感器的符号表示

电涡流传感器基本原理

电涡流传感器原理图 1、什么是电涡流效应？电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。注意：电涡流传感器要求被测体必须是导体。传感器探头里有小型线圈，由控制器控制产生震荡电磁场，当接近被测体时，被测体表面会产生感应电流，而产生反向的电磁场。这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。2、电涡流传感器的工作原理与结构

。传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场φi，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z 降低，因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理 3、电涡流传感器的实际应用电涡流传感器测量齿轮转速的应用

4、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。

净水器知识点：

净水器知识点： 1.净水器及滤芯的分类 ◆普通过滤式的净水器： ?PP（聚丙烯材料制成）：当中空心。作用：去除颗粒状悬浮物。用后无法清洗。滤芯一般的用法都是水从外侧向内侧过。 ?PP熔喷滤芯：PP sediment .精度在5um, 1um 下面两种价格一样。割槽出来的PP渣滓回收价格抵消掉了工本费。 ●割槽PP熔喷滤芯。因为割槽了，所以表面积增大了，吸附污物的能力加强了。 ●不割槽PP熔喷滤芯 ?PP线绕滤芯: PP thread filter.精度在5um，PP线绕滤芯可以做成较高过滤精度的。 ?活性炭滤芯：Active Carbon filter.内部有大量孔，吸附化学物质，细菌，特别是自来水中的余氯。用后无法清洗。如果不及时更换，容易成为细菌滋生的温床。

?UDF: 散炭滤芯，即颗粒状的活性炭灌在一个容器里。 ?CTO: Block Carbon filter炭棒滤芯，中空。即是细小的颗粒状活性炭用粘胶剂张合成棒状。滤芯一般的用法都是水从外侧向内侧过。 ?T33:是优质的颗粒状的活性炭在一个滤壳里。主要用在Ro机中的第五级过滤。 ●大T33：用在100G以上的RO机中作为第五级过滤。 ●小T33：用在50G的RO机中作为第五级过滤 ?陶瓷滤芯：Ceramic filter. 中空。滤芯一般的用法都是水从外侧向内侧过。精度在1微米，用后可以用毛刷定期清洗。材料为硅藻，高温烧制。有的，在陶瓷滤芯的中心会加入炭。 ◆超滤净水器 Ultra-filtration ?中空的丝。这些丝是用高分子材料制成的（也即是某种塑料材料）。孔径为0.1um。一般水是从外表面进入到当中通孔中，可以过滤绝大多数细菌。但对重金属离子的污染无能为力。在国内，经过超滤净水器的水被作为直饮水来用，其实是不对的。

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变弹性元件：具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1．电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。 2．电阻应变片的结构基片 b l 电阻丝式敏感栅金属电阻应变片的结构 4．电阻应变式传感器的应用（1）应变式力传感器被测物理量：荷重或力一

二主要用途：作为各种电子称与材料试验机的测力元件、发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等（2）应变式压力传感器主要用来测量流动介质的动态或静态压力应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式弹性元件。（3）应变式容器内液体重量传感器感压膜感受上面液体的压力。（4）应变式加速度传感器用于物体加速度的测量。依据：a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时，电容量C 也随之变化。 d S C ε=

烟雾传感器原理介绍

烟雾传感器一、烟雾传感器介绍 1、(1) 烟雾传感器的分类烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类： (a)利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。 (b)利用物理性质的烟雾传感器：如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。 (c)利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。 (2) 烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是，任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件： (a)能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低响应； (b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度； (c)对检测信号响应速度快，重复性好； (d)长期工作稳定性好； (e)使用寿命长； (f)制造成本低，使用与维护方便。 2、检测原理：在探测器的电离室内放一α放射源Am241，其不断地持续放射出α粒子射线，以高速运动撞击空气中的氮、氧等分子，在α粒子的轰击下引起电离，产生大量的带正负电荷的离子，从而使得原来不导电的空气具有导电性，当在电离室两端加上一定的电压后，使得空气中的正负离子向相反的电极移动，形成电离电流。具体电流的大小与电离室本身的几何形状、放射源活度、α粒子能量、电极电压的大小及空气的密度、温度、湿度和气流速度等因素有关。

当烟雾粒子进入电离室后，由于气熔胶吸附大量的正负离子，使其中和。烟雾越浓，导致离子复合几率加快，从而使空气中电离电流迅速下降，电离室阻抗增加，因此根据R值变化可以感受到烟雾浓度的变化，从而实现对火灾的探测。二、工作原理及结构特征 1、工作原理: 传感器的感烟时当火灾场所发生的烟雾进入到监测电离室，位于电离室中的检测源镅241放射a射线，使电离室内的空气离成正负离子。当烟雾进入时，内外电离室因极性相反，所产生的离子电流保持相对稳定，处于平衡状态；火灾发生初期释放的气溶胶亚微粒子及可见烟雾大量进入检测电离室，吸附并中和正负离子，使电离电流急剧减少，改变电离平衡状态而输出检测电信号，经后级电路处理识别后，发出报警，并向配套监控系统输出报警开关信号。 2、结构特征: 整机电路由稳压、信号检测、信号处理、比较触发、信号输出及声光报警等电路组成。 3、主要用途: 烟雾传感器用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险及火灾危险的场所，能对烟雾进行就地检监测、遥测和集中监视，能输出标准的开关信号，并能与国内多种生产安全监测系统及多种火灾监控系统配套使用，亦可单独使用于带式输送机巷火灾监控系统；具有抗腐蚀能力强、高灵敏度、结构简单、功耗小、成本低、维护简便等特点。对火灾初期各类燃烧物质阴燃阶段产生的不可见及可见烟雾，检测稳定可靠，且能有效地防止粉尘干扰所引起的非火灾误报。

自来水净化器的种类及工作原理

自来水净化器的种类及工作原理世界上大多数的水体污染严重，加剧了水资源紧缺的矛盾。传统的自来水处理方法，已不能保证提供品质优良的饮用水，而且在市政供水中还存在着两次污染的问题，如高层的水箱供水，漫长的自来水输送管线，都会造成潜在的铁锈，水垢及微生物等污染问题，因此，各种品牌的净水器应运而生。净水器按水质处理方式，可分为以下11大类。 1．软化法是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除或降低一定程度的水。水在软化过程中，只是软化水质，而不能改善水质。 2．蒸馏法是指将水煮沸，然后收集蒸汽，使之冷却和凝结成液体。蒸馏水是极安全的饮用水，但有一些问题要进一步探讨。由于蒸馏水不含矿物质，这成为反对者提出人的寿命容易老化的理由。另外利用蒸馏法成本较高，耗费能源，不能去除水中挥发性物质。 3．煮沸法是指自来水煮沸后饮用，这是一种古老的方法，在国内普遍地应用。水煮沸可杀死细菌，但对一些化学物质和重金属不能去除，即使其含量极低，所以饮用仍是不安全的。 4．磁化法是指利用磁场效应处理水，称为水的磁化处理。磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后，即完成磁化处理的过程。我国对水的磁化处理，到目前为止仍是处于实践和研究的初级阶段，国外的净水器没有磁化功能的要求，因为磁化水不属于净水的范围，而是属于医疗方面的问题。 5．矿化法是指在净化的基础上再向水中增添对人体有益的矿物元素（如钙、锌、锶等元素）其目的是发挥矿泉水的保健作用。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目的，但人为的矿化功效现在还是一个有争议的问题。 6．臭氧、紫外线杀菌这些方面都只能杀菌，去除不掉水中的重金属和化学物质，经杀死的细菌尸体仍残留在水中，而成为热原。 7．整水器整水器是日本新发明的产品，它是把水先进行净化处理，然后再进行电解活化，其碱性活化水与人体内环境之PH值相对应，对人体有保健作用，适于饮用；酸性活化水可用于洗脸、洗澡，有美容作用。不过，对整水器的整水原理、整水水质以及使用后对人体的影响，均有不同的看法，需进一步探讨。 8．活性碳吸附可分为以下三种形态 8．1颗粒活性炭较为常用，多用本质、煤质、果壳（核）等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面积，因而具有很强的吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物。此外在活化过程中，活性碳表面的非结晶部位形成一些含氧官能团，这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原性能，能有效去除水中一些金属离子。 8．2渗银活性碳将活性炭和银结合在一起，不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用，而且在活性炭内不会滋长细菌，解决了净水器出水有时出现亚硝酸盐含量高的问题。当水通过渗

电涡流位移传感器的原理..

电涡流位移传感器的工作原理：电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心—转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生摩擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。

前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变(线圈的有效阻抗)，这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I 和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定围不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案什么是传感器（传感器定义）解：能够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，通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。传感器特性在检测系统中起到什么作用解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系，所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。传感器由哪几部分组成说明各部分的作用。解：传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分，调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图所示。传感器的性能参数反映了传感器的什么关系静态参数有哪些各种参数代表什么意义动态参数有那些应如何选择解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。意义略（见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。某位移传感器，在输入量变化5mm时，输出电压变化为300mV，求其灵敏度。解：其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成，各环节的灵敏度为：S1=℃、S2=mV、S3=V，求系统的总的灵敏度。某线性位移测量仪，当被测位移由变到时，位移测量仪的输出电压由减至，求该仪器的灵敏度。

常见传感器原理介绍

Pellistoren Pellistors使用催化燃烧来测量可燃气体或蒸气在空气的含量直到达到该气体的LEL*。标准传感器包括一对元件，主要指典型地指探测器和平衡器（参照元件）。探测器包括一颗催化材料的小珠子和其中埋置的铂金导线卷。平衡器和探测器很类似，但小珠子不具有催化作用所以是惰性的。 Figure 1 - Pellistors 两个元件通常被管理在Wheatstone桥梁电路中，如果探测器的阻力与平衡器不同，将导致产品只有输出。 500-550°C的恒定直流电压通过搭桥对元件加热，只有在探测器元件上可燃气体才被氧化，增加的热量会加大电阻，产生的信号与可燃气体的浓度成比例。平衡器帮助平衡四周温度、压力和湿度。大多数pellistors中的元件被分开放置在金属罐中。在一台完整的气体探测器中（被用于可能爆炸的大气），金属罐通常被放在耐火封套中，这种耐火封套通常由金属多孔状淀土和外套组成。这种封套可以保证气体能到达传感器，但热的传感器元件不会点燃该易爆的气体混合物。因为这种设计十分重要，所以这种封套通常经符合国家标准的特许测试机构检验合格。在不同的国家，这种检测很可能费时及相当昂贵的过程。作为另一种选择，我们提供的完整的探测器将两个元件放入了耐火封套，并符合最新的欧洲（ATEX）并且北美（CSA & UL）标准。对易爆大气的测量依赖于对可燃气体低于LEL浓度的精确测量。所以在该安全应用中，通常不考虑气体浓度。该测量通常被表示为气体LEL浓度的百分比（%LEL）。

多数可燃气体检测技术用于检测多种气体，理想化的传感器应该是不同的气体有不同的测量结果。但实际上不同的化学形态影响了测量的结果，催化氧化传感器也没有例外。因此，pellistor对不同气体的相同浓度做出的判断是不同的，但当暴露在相同%LEL 浓度的不同气体中时，输出信号的变化相对小于其它检测技术。但因为此安全应用重视%LEL测量也使其成为主要优势。我们将不同气体产生同样%LEL浓度命名为“相对敏感性”。我们进行了许多实验为CiTipeLs确定一定范围内可燃气体“相对敏感性”的实验价值。催化毒某些物质对催化传感器负面影响，有两种可能性：毒一些化合物会分解在催化剂并在催化剂表面形成坚实的屏障，这种分解是逐渐形成的，而长时期的曝光会导致传感器的敏感性发生无法恢复的减退。典型的毒物是有机铅和硅化合物。被抑制某些其他化合物，特别是硫化氢和被卤化的碳氢化合物，会被被吸收、或形成由催化剂吸收的化合物。这种吸收作用很强大，会使得催化剂的反应点被封闭而造成正常反应被迫停止。由于这种原因造成的传感器敏感性损失是暂时的，大多数情况下放在干净的空气中一段时间后，传感器将恢复工作。大多数化合物属于上述两类中的一个，可能有些表现出更大或更小的程度。在毒化或被抑制可能存在的应用中，CiTipeLs产品应该被避免暴露于它们不能抵抗的所有化合物中。 LEL说明 * 气体的LEL是指用火源使空气中的该气体爆炸的最低气体浓度。

家用净水器选购方法及其分类原理介绍

家用净水器及其分类介绍，净水器的分类选购家用净水器的方法净莱泉的家用净水器的结构大致有粗滤、活性炭吸附、离子交换树脂、中空纤维和反渗透膜等几种。选购一台理想实用的净水器，应从以下几方面考虑：一、选购名牌产品用户购买净莱泉净水器时必须认识产品质量的重要性。净莱泉生产净水器的厂家必须取得上级卫生监督部门的卫生许可证，经过技术监督部门鉴定，符合国家的《生活饮用水水质标准》。二、选购性能价格比高的 1、净莱泉的净水器结构不同，净水效果也不同。一般说，一级过滤净水器结构简单，以活性炭为主，其过滤能力有限，只能用作粗过滤使用，过滤的水最好加热烧开饮用分类。一级过滤的净水器多数属于低档净水产品，每台售价在十几元至150元之间。 2、多级过滤净水器。这种净水器有两级粗滤和一组精滤，且精滤多采用中空纤维滤芯，过滤的水可以直接饮用。多级过滤净水器属于中档净水产品，每台售价在300元至500元之间，能为工薪阶层接受，目前家庭使用较多。 3、超滤纳滤膜净水器，有多级前置过滤和超滤膜组成，能截留绝大部分有细菌、有害物质，是目前世界上分离、过滤效果最为理想的直饮水净水装置，同时保留对人体有益的矿物质微量元素，再利用KDF和活性炭的优点有效抑制水中的细菌、真菌的滋生及去除异色、异味，确保过滤后的水能更安全健康的使用。而且产水量比较大，废水排放量小，这样在家庭厨房使用的时候就更快捷、方便，不用等较长的时间。属于大众化消费品，根据不同的要求每台售价在1000元至5000元不等。 4、反渗透纯水机是处理农村用水和地下水的净水效果最理想的净水产品。它有三级前置过滤，一级反渗透膜精密过滤和一级后置过滤。过滤的水无细菌、病毒、重金属、农药、有机物、矿物质和异色异味，是一种纯水，无需加热即可饮用。这类反渗透纯水机属于高档净水产品，每台售价在3000元至5000元之间。三、根据水质选购 1、不同地区的水质硬度不同，我国北方高硬度水质和南方石灰岩地区，水中钙、镁离子含量较高，容易结垢，应选购带离子交换树脂滤芯的高级过滤净水器。 2、水中含氯、异色异味较重，有机物含量较多的城市自来水，可选购活性炭载量较多的家用净水器。因为活性炭对水中余氯、异色异味有强力吸附作用，对有机物有明显的去除

2019年电涡流传感器原理指什么

2019年电涡流传感器原理指什么篇一：电涡流传感器基本原理电涡流传感器原理图 1、什么是电涡流效应？电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，且呈闭合回路，类似于水涡流形状，故称之为电涡流也叫做电涡流效应，其实是电磁感应原理的延伸。注意：电涡流传感器要求被测体必须是导体。传感器探头里有小型线圈，由控制器控制产生震荡电磁场，当接近被测体时，被测体表面会产生感应电流，而产生反向的电磁场。这时电涡流传感器根据反向电磁场的强度来判断与被测体之间的距离。 2、电涡流传感器的工作原理与结构。

传感器线圈由高频信号激励，使它产生一个高频交变磁场φi，当被测导体靠近线圈时，在磁场作用范围的导体表层，产生了与此磁场相交链的电涡流ie，而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看，在被测导体内存在着电涡流损耗（当频率较高时，忽略磁损耗）。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低，因此当被测体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化，于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理3、电涡流传感器的实际应用电涡流传感器测量齿轮转速的应用 4、使用电涡流传感器时的注意事项对被测体的要求为了防止电涡流产生的磁场影响仪器的正常输出安装时传感器头部四周必须留有一定范围的非导电介质空间，如果在某一部位要同时安装两个以上的传感器，就必须考虑是否会产生交叉干扰，两个探头之间一定要保持规定的距离，被测体表面积应为探头直径3倍以上，当无法满足3倍的要求时，可以适当减小，但这是以牺牲灵敏度为代价的，一般是探头直径等于被测体表面积时，灵敏度降低至70%，所以当灵敏度要求不高时可适当缩小测量表面积。

DWQZ电涡流传感器.

DWQZ系列电涡流传感器-上海航振仪器仪表有限公司 .电涡流传感器工作原理及特性 DWQZ系列电涡流传感器的基本工作系统由被测体、探头、延伸电缆、前置器构成。前置器产生高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，线圈会产生轴向磁场，当被测金属体靠近这个磁场，在被测金属表面产生涡流（电涡流的强弱随探头与被测体表面之间距离的变化而变化），从而引起线圈Q值变化。距离小时电涡流作用强，线圈Q值小；距离大时电涡流作用弱，线圈Q值大。在实际应用中，将线圈Q值的变化经前置器检波、放大转化成电压的变化。实现将机械位移（间隙）值转换成电压值。电涡流位移传感器工作原理图综上，电涡流传感器工作系统中被测体的材质与测量结果密切相关。 ?被测体材料对传感器特性影响: 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 位移（mm）材料影响数据曲线订货时用户必须注名被测体材料、形面、尺寸等。如用户没有在合同中约定，出厂校验时均将45#钢作被测体材料，被测体平面直径尺寸以大于或等于3倍探头直径进行校准。

:.DWQZ系列电涡流传感器特点 ▲可靠性：探头头部体选用PPS工程塑料并通过模具成型。保证探头具有高强度、耐高温(220 C)、抗腐蚀性能；不易碰坏、碰到某些化学药品也不会被腐蚀；保证了探头的可靠性；探头信号输出使用的同轴电缆和延伸同轴电缆选用进口宽温度范围电缆(-55 C?200C);电缆强度高、电气特性一致性好(有利于减小互换性误差)；电缆接头选用进口军用标准插头座，接触电阻小，可靠性增加；前置器输出端子有容错和过载保护，即使接错线不会引起前置器的电路损坏；前置器有防雷击、抑制电网尖峰干扰能力，使前置器更安全； ▲温度的稳定性和精度：依靠先进的补偿电路使探头线圈和电缆温度变化的影响，在(-22 C?120C)温度范围内，其最大偏差小于土5 %；探头灵敏度误差土3% 探头线性误差土0.5%; 频率响应DC?5 kHz 分辨率0.2um 三. DWQZ系列电涡流位移传感器技术参数 DWQ系列电涡流传感器工作环境的基本要求：探头、延伸电缆在-30 C?120C，前置器在-30 C?80C；相对湿度95%^境中，长期工作不损坏。电源：-24VDC± 10% 外形尺寸：80 mnrK 60mm< 30mm 安装采用导轨安装或螺钉安装。技术指标：在室温25r，被测体材料45#钢,电源-24V ± 10%负载10KQ条件下，满足：

知识讲解传感器(原理及典型应用)

传感器（原理及典型应用）编稿：张金虎审稿：代洪【学习目标】 1．知道什么是传感器，常见的传感器有哪些。 2．了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3．了解传感器的应用模式，能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4．了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。【要点梳理】要点一、传感器 1．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2．传感器原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3．传感器的分类常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。要点二、光敏电阻光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量，一般随光照的增强电阻值减小。要点诠释：光敏电阻是用半导体材料制成的，硫化镉在无光时，载流子（导电电荷）极少，导电性能不好，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。要点三、热敏电阻和金属热电阻 1．热敏电阻热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。

传感器及其工作原理教案

江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例《传感器及其工作原理》的创新教学设计王刚教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图

教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法一．课题的引入二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答）师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作用。师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。师生总结：声光控开关师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都（演示实验1：干簧管传感器）（干簧管的实物及原理图）学生对干簧管并不熟悉，因此才有了好奇。声光控开关在生活中很普及，所以又有亲切感