红外传感器的应用红外测温仪课件.ppt

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时间:2020-09-07

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1、电子设计专题讲座传感器技术与应用一、传感器的概念1、定义:人类为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。随着科学技术的发展。一系列代替、补充、延伸人的感觉器官功能的各种手段就应运而生,从而出现了各种用途的传感器。传感器是与人的感觉器官相对应的元件。国家标准GB7665-87对传感器下的定义“传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。敏感元件:是指传感器中能直接感受或响应被测量(输入量)的部分;转换元件:是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于

2、传输和(或)测量的电信号的部分。传感器组成方块图,说明了传感器的基本组成和工作原理。二、传感器的分类传感器种类繁多,功能各异,有不同的分类。按照被测量大类分,可分为力学量传感器、热量传感器、磁传感器、光传感器、放射线传感器、气体成分传感器、液体成分传感器、离子传感器和真空传感器等等传感器作用可细分如下:(1)压力;(2)力/荷重;(3)位移(厚度);(4)力矩;(5)角度;(6)角速度(转速);(7)速度;(8)加速度;(9)角加速度;(10)倾斜角;(11)编码器;(12)振动;(13)气体/烟雾;(14)温度;(15)热能

3、;(16)湿度;(17)水份;(18)露点;(19)液位;(20)料位;(21)流量;(22)流速(23)风速;(24)电流;(25)电压;(26)电功率;(27)电频率;相位、Q值等(28)接近开关;(29)磁性开关;(30)光电开关;(31)pH值;(32)电阻率;(33)电导率;(34)水溶氧;(35)生物;(36)红外线;(37)紫外线;(38)光纤;(39)离子;(40)激光;(41)超声波;(42)声音/噪声;(43)触觉;(44)图像/颜色;(45)密度/粘度;(46)混浊度。三、信号形式及处理开关量电平。电阻。

4、模拟电压电流(交直流)电荷(一般要交变采集)电容及电感(交流电桥或振荡器)时间差。直接与间接测量。在了解传感器原理的基础上:明确要求,选用传感器设计合适的信号转换电路,确定单片机信号处理方法。四、传感器的性能和评价传感器的静态特性(1)灵敏度灵敏度是描述传感器的输出量(一般为电学量)对输入量(一般为非电学量)敏感程度的特性参数。其定义为:传感器输出量的变化值与相应的被测量(输入量)的变化值之比,(2)线性度理想的传感器输出与输入呈线性关系。然而,实际的传感器即使在量程范围内,输出与输入的线性关系严格来说也是不成立的,总存在一

5、定的非线性。线性度是评价非线性程度的。(3)迟滞差输入逐渐增加到某一值,与输入逐渐减小到同一输入值时的输出值不相等,叫迟滞现象。(4)稳定性稳定性表示传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。理想的情况是,不管什么时候传感器的灵敏度等特性参数不随时间变化。但实际上,随着时间的推移,大多数传感器的特性会改变。这是因为传感元件或构成传感器的部件的特性随时间发生变化,产生一种经时变化的现象。五、常用传感器传感器品种繁多,使用有些方便,有些应用非常复杂。针对电子竞赛而言,可能用到的传感器应该是必须满足一个基本原则:相对容易购买,在

6、系统应用中容易实现。主要原因是电子竞赛从主要器件清单公布到竞赛开始只有一周时间,不易购买传感器一般不会出现,另一角度来说,实际运行环境不易组成的传感器应用也不易出现,如流体压力类传感器或高温传感器,核辐射类传感器也不易出现。现电子竞赛中已出现的常用传感器测中低温(<150℃)的温度传感器超声传感器(测距等)红外传感器(光电对管)霍尔(电涡流)接近开关(用于金属探测)点滴流量测量。重量测量。转速,速度,位移(长度)测量。(电动小车)。电流、电压测量(互感器)。1、电流、电压测量(1)直接提取。应采用取样电阻,并尽量用精密电阻,可

7、采用锰铜丝(温度系数好)做,电流取样电阻适当小好。电压输入阻抗高好。(2)隔离提取。交流测量可采用电流电压互感器(简单理解可认为和变压器相似)。(3)应用(带感性容性负载)。功率因数计算-电流电压相位差。(有功无功功率计算)。互感器原理简单地说电压互感器(PT)和电流互感器(CT)的作用就是把高电压大电流隔离转换为低电压小电流,能够用表计安全方便地来测量与监控。电流互感器的作用是测量交流电路的电流。 原理:将被测电缆或铜排穿过互感器的中心,导体中将产生交变磁场,于是在互感器的线圈中感应出电流,可以测出电路中电流。电压互感器的作

8、用是测量交流电路中的电压 原理:与变压器相同2、电阻、电感、电容三参数处理如图所示,是电阻应变片(测力及位移)的结构示意图,它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。一般均为几十欧至几十千欧左右。(重量测量、电子秤)。电位器式角度传感器测量角度电阻应变片

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