传感器原理及其应用考核报告

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1、目录一．摘要1二．考核要求1三．传感器11.热电式传感器11>热电偶传感器工作原理12>热电偶传感器测量电路23>传感器检测系统24>工业中的应用32.压电传感器31>压电传感器工作原理32>压电传感器测量电路33>压电式玻璃破碎报警器53.光电型传感器51>光电式传感器的构成及原理工作原理52>光电式传感器的测量电路63>光电型传感器检测与在办公自动化中的应用6四.报告总结...........................................6《传感器原理及其应用》调研报告一．摘要传感器是一种能感受到被测量的信息，并

2、能将感受到的信息，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、记录和控制等要求检测装置。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。二．考核要求介绍整机电装备中2至3类传感器，包括

3、装备应用背景、传感器应用状况、传感器工作原理，测量电路、传感器检测信息与控制系统相互关联。三．传感器1.热电式传感器热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的传感器，它利用测温铭感元件的电参数岁温度变化的特征，通过测量电量变化来检测温度。具体地说，就是将温度变化转化为电量变化并输出的装置，如将温度转化为电阻、电势、或磁导等变化，在通过适当的测量电路就可由这些电参数的变化来表达所测温度的变化。根据所用测温物质和测量范围的不同，有各种不同的温度传感器，按工作原理主要可分为热电偶、热电阻、热名电阻、集成温度传感器。现在介绍其中的热电偶传感

4、器。热电偶传感器1>热电偶传感器工作原理热电偶测温原理如图1.1所示，两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个节点温度不等，即有温差时（T1>T2），导体回路里有电流流动，会产生热电势，这种效应称为热电效应。利用这种效应，只要知道一端结点温度，就可以测出另一端的结点温度。固定温度结点T1称为基准点，恒定在某一标准温度；待测温度结点T2称为测温点，置于被测温度场中。T2冷端T1热端金属A金属B图1.1热电偶传感器工作原理图2>热电偶传感器测量电路热电偶输出电压极小，需要采用低失调电压运算放大器作为转换输出。某K型热电偶

5、的测量电路如1.2图所示，电路主要由热电偶、高增益低失调运算放大器OP07、零点调节电阻器RP1与增益调节电阻器RP2组成。通过调节RP0和RP2，使系统在0~600℃温度检测范围输出0~6V电压。通过查表得K型热电偶在T1=0℃时产生的热电势为0mV，用电压表观测放大器输出电压，调整零输出电位器RP0，使运放输出为零；T=600℃时，热电偶热电势应为24.902mV,调节反馈电阻RP2，当放大器增益为240.94时，可得到满量程输出6V。这一范围可以视为测温工作线，利用做曲线可以测量待测温度值。图1.2热电偶传感器测量电路3>传感器

6、检测系统测温系统示意图如1.3所示。热电偶放大器电机指示器P滑动点放大器直-交流变换器电机指示器P滑动点直-交流变换器图1.3传感器检测系统4>工业中的应用热电偶传感器在食品工业温度测量中的应用在某食品加工中，工人在炒佐料的过程中，需要根据不同的时间段和温度混合不同的原材料，然后进行翻炒，并且在炒制的过程中要严格控制炒锅的温度，防止佐料被炒坏。所以准确测量车间炒锅的温度并在必要时进行报警就直接影响着佐料质量的好坏。而以前企业佐料车间炒锅的温度和时间控制全凭人工经验控制。人工温度测量和时间的把握准确性不高，炒出来的佐料质量参差不齐，没有

7、一个统一标准，影响产品质量。针对以上问题，可以选用温度传感器和仪表组成的回路，以达到提高准确测量温度和报警的目的。2.压电传感器压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器，是基于压电效应的传感器的自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。1>压电传感器工作原理压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不

8、是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电效应：某些电介质，当沿着一定方向施加力变形时，内部会产生极化现象，同时在他的两个表面会产生符号相反的电荷，当外力去掉后，后重新恢复为不带电状，这一过程将机械能转化