有源傳感器的概念、工作原理及類型

傳感器是一種電氣設(shè)備，主要功能是將物理量變?yōu)榈刃У碾娦盘?hào)。大多數(shù)電氣系統(tǒng)的輸入是電信號(hào)，但可以通過(guò)使用電技術(shù)將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為等效的電信號(hào)。

一般來(lái)說(shuō)，傳感器主要包括兩個(gè)組件，即傳感元件和換能元件。熱電偶是傳感器的最佳應(yīng)用示例，它產(chǎn)生的電壓相當(dāng)于兩種不同金屬連接處的熱量。傳感器分為有源傳感器和無(wú)源傳感器兩大類。

什么是有源傳感器?

將非電量變?yōu)殡娏康膫鞲衅鞣Q為有源換能器。非電量的最佳例子是壓力、溫度和光照。因此，根據(jù)選擇的非電數(shù)量，有不同類型的有源換能器。

有源傳感器不需要額外的源。它的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，分辨率低。最好的例子是熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、光伏電池等。

有源傳感器工作原理

有源換能器的最佳示例是壓電晶體，如下圖所示。這種晶體的主要特性是一旦施加外部的力就會(huì)產(chǎn)生o/p電壓。這種晶體的排列可以在兩個(gè)金屬電極之間完成，一旦外力施加到晶體上，就可以在晶體上感應(yīng)出電壓，類似于轉(zhuǎn)換器的工作原理。

有源傳感器的類型

有源傳感器分為壓電式、光電和熱電三種類型。

壓電傳感器;它是一種有源換能器，其主要功能是產(chǎn)生電量，這個(gè)電量等于輸入的壓力。產(chǎn)生壓電效應(yīng)的物質(zhì)有石英、羅謝爾鹽和電氣石三種。壓電效應(yīng)可以通過(guò)這三種物質(zhì)表現(xiàn)出來(lái)。

光電傳感器;它是一種有源換能器，其主要功能是產(chǎn)生與光輸入的照度相等的電量。該換能器在兩種情況下工作，當(dāng)光落在換能器上時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生電子。類似地，該換能器由于電子向陽(yáng)極的吸引力而產(chǎn)生電流。

熱電傳感器;它產(chǎn)生與輸入溫度相等的電量的傳感器。這些傳感器的最佳示例是熱敏電阻型和熱電偶型。其中，熱敏電阻的溫度系數(shù)是負(fù)的，因?yàn)橐坏囟壬?，電阻就?huì)降低，其好處是它可以產(chǎn)生穩(wěn)定且快速的響應(yīng);而熱電偶型傳感器為輸入端的等效溫度變化產(chǎn)生一個(gè)o/p電壓。一旦將不同的金屬線連接在一起以進(jìn)行兩個(gè)連接，那么整個(gè)布置就可以稱為熱電偶。

有源傳感器的選擇注意事項(xiàng)

要選擇有源傳感器，必須考慮以下幾點(diǎn)因素：

輸出阻抗必須低，輸入阻抗必須高，這樣才能避免負(fù)載效應(yīng)。

必須準(zhǔn)確無(wú)誤。

應(yīng)該能夠抵抗沖擊、壓力、振動(dòng)等。

必須具有良好的分辨率。

必須在酸性環(huán)境中工作。

對(duì)于需要的信號(hào)，它必須是敏感的，它必須對(duì)不必要的信號(hào)不敏感。

尺寸應(yīng)該很小

一個(gè)好的傳感器必須體積小、重量輕、靈敏度高、成本低。

關(guān)于傳感器的常見(jiàn)問(wèn)題

1、傳感器的種類有哪些?

答：主要有兩種類型，即有源換能器和無(wú)源傳感器。

2、基于電現(xiàn)象的傳感器有哪些類型?

答：它們是電阻式、電容式、電感式、光電式和光伏式。

3、有源傳感器和無(wú)源傳感器的主要區(qū)別是什么?

答：有源傳感器在不使用外部電源的情況下產(chǎn)生輸出，而無(wú)源傳感器使用外部電源。

4、什么是無(wú)源傳感器?

答：使用外部電源將能量從非電能量轉(zhuǎn)換為電能量的換能器稱為無(wú)源傳感器。

5、RTD是有源設(shè)備還是無(wú)源設(shè)備?

答：RTD是一種無(wú)源器件。

6、哪種設(shè)備被稱為自發(fā)電換能器?

答：有源傳感器被稱為自發(fā)電傳感器，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生自身的電流或電壓。

總結(jié)

以上就是關(guān)于有源傳感器的概念和基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容介紹。目前有源傳感器在控制工程、儀器儀表領(lǐng)域等不同領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其主要功能是將能量從非電能轉(zhuǎn)換為電能。