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SICK傳感器的工作原理和工作狀態(tài)是怎樣的
點擊次數(shù)：1204 發(fā)布時間：2021-11-30
SICK傳感器的工作原理和工作狀態(tài)是怎樣的?
SICK傳感器是I業(yè)實踐中為常用的種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。我們知道， 晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì),當(dāng)沿著定方向受到機械力作用發(fā)生變形時,就產(chǎn)生了極化效應(yīng);當(dāng)機械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng),這就是所謂的極化效應(yīng)。
SICK傳感器就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器。壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、 酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英(二氧化硅)是種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質(zhì)*消失(這個高溫就是所謂的“居里點") 。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微小(也就說壓電系數(shù)比較低) , 所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體,能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度,所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、 鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要I作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經(jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。
SICK傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重重輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、 橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航域中更有它的特殊地位。
SICK傳感器也可以用來測量發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。壓電式傳感器也廣 泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣。
除了SICK傳感器之外,還有利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻傳感器,利用應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應(yīng)和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們*的用途。
SICK傳感器的工作原理是什么呢?傳感器交易網(wǎng)指出,壓力傳感器是I業(yè)實踐中為常用的種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，下面就簡單介紹些常用傳感器原理及其應(yīng)用。在 了解壓阻式力傳感器時,我們認(rèn)識下電阻應(yīng)變片這種元件。電阻應(yīng)變片是種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。
又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時,電阻應(yīng)變片也起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小,般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋,并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU)顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
應(yīng)變壓力傳感器原理與應(yīng)用力學(xué)傳感器的種類繁多, 如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。
但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主 要介紹這類傳感器。
SICK傳感器由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途,電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計,但電阻的取值范圍應(yīng)注意:阻值太小,所需的驅(qū)動電流太大,同時應(yīng)變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高,不同的環(huán)境中使用,使應(yīng)片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯,調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大,阻抗太高,抗外界的電磁干擾能力較差。
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