传感器的集成化、多功能化及智能化
NB2-1T传感器的集成化分为传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。前者是在同一芯片上,或将众多同一类型的单个NB2-1T传感器件集成为一维线型、二维阵列(面)型传感器,使传感器的检测参数由点到面到体多维图像化,甚至能加上时序,变单参数检测为多参数检测;后者是将传感器与调理、补偿等电路集成一体化,使传感器由单一的信号变换功能,扩展为兼有放大、运算、干扰补偿等多功能—实现了横向和纵向的多功能。如日本丰田研究所开发出同时检测Na+、K+ 和 H+ 等多种离子的传感器。这种传感器的芯片尺寸为2.5mm×0.5mm,仅用一滴液体,如一滴血液,即可同时快速检测出其中Na+、K+和H+的浓度,对医院临床非常方便实用。目前集成化传感主要使用硅材料,它可以制作电路,又可制作磁敏、力敏、温敏、光敏和离子敏器件。在制作敏感元件时要采用单硅的各向同性和各向异性腐蚀、等离子刻蚀、离子注入等工艺,利用微机械加工技术在单晶硅上加工出各种弹性元件。当今,发达国家正在把传感器与电路集成在一起进行研究。
各种传感器的特点
① 导电塑料位移传感器 平滑性好,分辨能力优异,耐磨性好,寿命长,动噪声小,可靠性极高,耐化学腐蚀。用于宇宙装置,导弹,飞机雷达的无线伺服系统等。
② 绕线式位移NB2-1T传感器 阻值小,精度高,温度系数小。其缺点是:分辨能力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器,变阻器,仪器中调零和工作等。
③ 金属玻璃铀位移传感器 阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨都很好。缺点是:接触电阻和电流噪声大。应用上很有潜力。
④ 金属膜位移传感器 分辨力高,耐高温,温度系数小,动噪声小,平滑性好.
⑤ 磁敏式位移传感器 消除机械接触,寿命长,可靠性高。缺点是:对工作环境要求较高。
⑥ 光电式位移传感器 消除机械接触,寿命长,可靠性高。缺点是:数字信号输出,处理繁琐。
⑦ 电位器式位移传感器 结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。
主要特性参数
标称阻值:电位器上面所标示的阻值。
重复精度:此参数越小越好。
分辨率:位移传感器所能反馈的最小位移数值.此参数越小越好.导电塑料位移传感器分辨率为无穷小。
允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电位器的精度。允许误差一般只要在 ±20%以内就符合要求,因为一般位移传感器是以分压的方式来使用,具体电阻的大小对传感器的数据采集没有影响。
线性精度:直线性误差.此参数越小越好。
寿命:导电塑料位移NB2-1T传感器都在200万次以上。
位移传感器的分类
1、根据运动方式分类:
直线位移传感器
1、根据运动方式分类:
直线位移传感器
原理:
直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为了达到这一效果,通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位,通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压,允许流过微安培的小电流,滑片和始端之间的电压,与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求,因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。
LT直线位移传感器:
⊙ 广泛应用于注塑、机床及机械加工等行业
⊙ 无限分辨率
⊙ 行程:50至900mm
⊙ 独立线性度:±0.05%
⊙ 位移速度达到:5m/s、10 m/s可选
⊙ 工作温度:-30至+100℃
⊙ 多种电气连接方式
⊙ 保护等级:IP60(IP65可选)
角度位移传感器
2、根据材质分类:
金属膜传感器、导电塑料传感器、光电式传感器、磁敏式传感器、金属玻璃铀传感器、绕线传感器
电位器式位移传感器 它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是,为实现测量位移目的而设计的电位器,要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。图1中的电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。通常在NB2-1T电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出。线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化,其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件,则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。电位器式传感器的另一个主要缺点是易磨损。它的优点是:结构简单,输出信号大,使用方便,价格低廉。
霍耳式位移传感器 它的测量原理是保持霍耳元件(见半导体磁敏元件)的激励电流不变,并使其在一个梯度均匀的磁场中移动,则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。磁场梯度越大,灵敏度越高;梯度变化越均匀,霍耳电势与位移的关系越接近于线性。图2中是三种产生梯度磁场的磁系统:a系统的线性范围窄,位移Z=0时,霍耳电势≠0;b系统当Z<2毫米时具有良好的线性,Z=0时,霍耳电势=0;c系统的灵敏度高,测量范围小于1毫米。图中N、S分别表示正、负磁极。霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长,因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。
光电式位移传感器 它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。特点是属于非接触式测量,并可进行连续测量。光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。