感測器基本概念

2021-09-05 08:56:34 字數 2441 閱讀 8623

1、感測器的定義和組成

其主要特徵是能將感知和檢測某一形態的資訊,並將其轉換為另一形態的資訊。因此,感測器是指那些對被測物件的某一確定資訊具有感受(或響應)與檢出功能,並使之按照一定規律轉換成與之對應的有用輸出訊號的元器件或裝置。

2、靜態模型

靜態模型是指在靜態訊號情況下,描述感測器輸出與輸入量間的一種函式關係。若果不考慮蠕動效應和遲滯效應,感測器的靜態模型一般可以用多項式來表示。

3、動態模型

動態模型是指感測器在準動態訊號或動態訊號作用下描述其輸出和輸入訊號的一種數學關係。動態模型通常用微分方程和傳遞函式等來描述。

4、感測器基本特性

靜態特性:

1)線性度

輸出量與輸入量之間的實際關係曲線偏離直線的程度。又稱為非線性誤差。

2)靈敏度

穩態下輸出增量與輸入增量的比值。

3)重複性

重複性表示感測器在輸入量按同一方向作全量程多次測試時,所得其輸出特性曲線不一致性的程度。

4)遲滯現象

遲滯特性能表明感測器在正向行程和反向行程期間,輸出-輸入特性曲線不重合的程度。

5)解析度

在規定測量範圍內所能檢測輸入量的最小變化量。

6)穩定性

穩定性由短期穩定性和長期穩定性之分。

7)漂移

感測器的漂移是指在外界的干擾下,輸出量發生於輸入量無關的、不需要的變化。漂移包括零點漂移和靈敏度漂移等。

零點漂移又分為時間漂移和溫度漂移。

5、電阻式感測器

電阻式感測器是將非電量的變化量。轉換成與之有一定關係的電阻值的變化,通過對電阻值的測量達到對上述非電量測量的目的。

6、應變式電阻感測器

1)應變效應

導體或半導體材料在受到外界力作用時,產生機械變形,機械變形導致其阻值變化,這種因形變使其阻值發生變化的現象稱為「應變效應」。

7、互感式感測器

測量電路

差動變壓器輸出的是交流電壓,若用交流模擬數字電壓表測量,只能反映鐵芯位移的大小,不能反映移動方向。另外,其測量必定含有零點殘餘電壓。為了達到能辨別移動方向和消除零點殘餘電壓的目的,其實際測量時,常常採用差動整流電路和相敏檢波電路。

8、溫敏二極體

隨著半導體技術和測溫技術的發展,人們發現在一定的電流模式下,pn結的正向電壓與溫度指之間具有很好的線性關係。例如砷化鎵和矽溫敏二極體在1~400k範圍的溫度表現為良好的線性。

9、溫敏三極體

經研究證明電晶體發射結上的正向電壓隨溫度上公升而近似性下降,這種特性與二極體十分相似,但電晶體表現出比二極體更好的線性和互換性。

10、壓電式與壓磁式感測器

壓電式與壓磁式感測器均是由外界力作用而引起電參量和磁參量的變化而設計的一種感測器。

11、壓電效應

當某些物質沿其某一方向被施加壓力或拉力時,會產生形變,此時這種材料的兩個表面產生符號相反的電荷;當外力去掉後,它又重新回到不帶電狀態,這種現象稱為壓電效應。

12、壓電感測器等效電路和測量電路

由於外力作用而使壓電材料上產生電荷,該電荷只有在無洩漏的情況下才會長期儲存,因此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗,而實際這是不可能的,所以壓電感測器不宜做靜態測量,只能在其上加交變力,電荷才能不斷得到補充,可以供給測量電路一定的電流,故壓電感測器只宜作動態測量。

13、壓電感測器測量電路

為了保證壓電感測器的測量誤差小到一定程度,則要求負載電阻r要大到一定數值,才能使晶體片上的漏電流相應變小,因此,在壓電感測器輸出端要接入乙個輸入阻抗很高的前置放大器,然後,再接入乙個一般的放大器。其目的是:一是放大器輸出微弱訊號;二是將它的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出。

14、外光電效應

在光線作用下,物體內的電子逸出物體表面向外發射的現象稱為外光電效應。向外發射的電子叫做光電子。

15、內光電效應

當光照射在物體上,使物體的電阻率發生變化,或產生光生電動勢的效應叫做光電效應。

16、光電導效應

在光線作用下,電子吸收光子能量從鍵和狀態過渡到自由狀態,而引起材料電導率的變化,這種現象光電導效應。

17、暗電阻、亮電阻與光電流

光敏電阻在未受到光照射時的電阻稱為暗電阻,此時流過的電流稱為暗電流。在受到光照射時的電阻稱為亮電阻,此時的電流稱為亮電流。亮電流和暗電流之差稱為光電流。

18、氣敏感測器

是用來測量氣體的類別、濃度和成分的感測器。氣敏感測器通常由氣敏元件、加熱器和封裝體等三部分組成。

19、溫敏感測器

濕度是指大氣中的水蒸氣含量。通常採用絕對濕度和相對濕度兩種方法表示。相對濕度指被測氣體中的水蒸氣壓和該氣體在相同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比,一般用符號%rh表示。

20、紅外輻射特點

紅外光的最大特點就是具有光熱效應,能輻射熱量,他是光譜中最大光熱效應區。紅外光處在光譜中可見光之外,他是一種不可見光。

21、超聲波感測器

利用超聲波在超聲場中的物理特性和種種效應而研製的裝置可稱為超聲波換能器、探測器或感測器。超聲波感測器可以是超聲波發射裝置,也可以既能發射又能接收發射超聲波回波的裝置。

感測器概念

在android,感測器是一塊與裝置連線的硬體,他將來自真實世界的資料提供給應用程式。android然後使用感測器資料像使用者通知真實世界的情況 控制遊戲進度 實現增強現實 或者提供用於真實世界的有用工具。感測器僅在乙個方向上操作,它們是唯讀的 但有乙個例外,那就是我們將介紹的nfc感測器 所以使用...

2 感測器 動作感測器

動作感測器概述 android平台支援一些用於監視裝置動作的感測器 這樣的感測器共有5個 其中兩個 加速感測器和陀螺儀感測器 是純的硬體感測器。另外三個 重力感測器 線性加速感測器和旋轉向量感測器 可能是硬體感測器,也可能是軟體感測器。例如,在一些android裝置中,這些基於軟體的感測器會從加速和...

感測器與感測器融合

在乙個無法預知全部資訊的多變環境中,對於移動機械人而言利用感測器實時識別當前環境是最為重要的一環。對於乙個生物而言,視覺能夠提供豐富的資訊並利用這些資訊來導航 計畫 決策。相同的對於移動機械人而言,視覺也是基本的標配感測器。隨著影象處理技術的發展,這種情況尤其明顯。影象處理技術有助於從靜止或移動的攝...