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傳感器的基本分類與NPN、PNP型分類及區(qū)別,傳感器的靜態(tài)特性解析

2017年06月05日 10:42 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0

  傳感器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

  

  人類借助感覺器官從外界獲取信息,而機(jī)器則借助傳感器來研究自然現(xiàn)象規(guī)律及生產(chǎn)生活。為了適應(yīng)各種各樣的情況,傳感器也分成不同的種類,可以說傳感器就是機(jī)器的五感,更是人類五感的延伸。傳感器可完成信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄、控制等多重要求,具有微型化、數(shù)字化、智能化等多種功能,是實現(xiàn)自動化的第一環(huán)。它應(yīng)用在工作生活中的方方面面。

  傳感器的分類

  傳感器的基本分類

  1、溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

  溫度傳感器是最早開發(fā),應(yīng)用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀(jì)相繼 開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。

  2、壓力傳感器工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè),下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。另有醫(yī)用壓力傳感器。

  壓力傳感器主要應(yīng)用于增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機(jī),壓縮機(jī),空調(diào)制冷設(shè)備等領(lǐng)域。

  3、液位傳感器:是一種測量液位的壓力傳感器。靜壓投入式液位變送器(液位計)是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,采用國外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器,將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號,再經(jīng)過溫度補償和線性修正,轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號。

  液位傳感器適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。

  4、電容式物位傳感器:利用被測介質(zhì)面的變化引起電容變化的一種變介質(zhì)型電容傳感器。具有可靠性高,安裝方便等特點,可廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、等部門作料位控制,是應(yīng)用最廣的一種物位傳感器。

  因為電容量電容量是連續(xù)變化的,因此該傳感器可以用作連續(xù)式物位測量,也可用作物位開關(guān),作為報警或喂料、卸料設(shè)備的輸入信號。

  5、超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。

  超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的不同方面,而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一。超聲波傳感器可以對集裝箱狀態(tài)進(jìn)行探測。超聲波傳感器可用于檢測透明物體、液體、任何表粗糙、光滑、光的密致材料和不規(guī)則物體。超聲波傳感器可以應(yīng)用于食品加工廠,實現(xiàn)塑料包裝檢測的閉環(huán)控制系統(tǒng)。超聲波傳感器可用于探測液位、探測透明物體和材料,控制張力以及測量距離,主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗煤的設(shè)備運、塑料加工以及汽車行業(yè)等。

  

  傳感器NPN型與PNP型分類及其區(qū)別

  NPN型與PNP型分類

  1、NPN(源型):當(dāng)導(dǎo)通時輸出低電平

  當(dāng)導(dǎo)通時,信號輸出線out和0v線連接,相當(dāng)于輸出低電平:0V。

  傳感器的基本分類與NPN、PNP型分類及區(qū)別,傳感器的靜態(tài)特性解析

  NPN型傳感器根據(jù)安裝邏輯方式不同分為3小類

  NPN-NO(常開型):不接通時無輸出;接通時輸出高電平;

  NPN-NC(常閉型):不接通時輸出高電平;接通時無輸出;

  NPN-NC+NO(常開、常閉共有型):兩個out輸出端(一開一閉)。

  2、PNP(漏型):當(dāng)導(dǎo)通時輸出高電平

  當(dāng)導(dǎo)通時,信號輸出線out和電源線VCC連接,相當(dāng)于輸出高電平的電源線,24V。

  傳感器的基本分類與NPN、PNP型分類及區(qū)別,傳感器的靜態(tài)特性解析

  PNP型傳感器根據(jù)安裝邏輯方式不同分為3小類:

  PNP-NO(常開型):不接通時無輸出;接通時輸出低電平;

  PNP-NC(常閉型):不接通時輸出低電平;接通時無輸出;

  PNP-NC+NO(常開、常閉共有型):兩個out輸出端(一開一閉)。

  NPN型與PNP型的區(qū)別

  PNP與NPN型傳感器其實就是利用三極管的飽和和截止,輸出兩種狀態(tài),屬于開關(guān)型傳感器。但輸出信號是截然相反的,即高電平和低電平。PNP輸出是低電平0,NPN輸出的是高電平1。

  PNP與NPN型傳感器(開關(guān)型)分為六類:

  1、NPN-NO(常開型)

  2、NPN-NC(常閉型)

  3、NPN-NC+NO(常開、常閉共有型)

  4、PNP-NO(常開型)

  5、PNP-NC(常閉型)

  6、PNP-NC+NO(常開、常閉共有型)

  PNP與NPN型傳感器一般有三條引出線,即電源線VCC、0V線,out信號輸出線。

  1、NPN類

  NPN是指當(dāng)有信號觸發(fā)時,信號輸出線out和電源線VCC連接,相當(dāng)于輸出高電平的電源線。

  對于NPN-NO型,在沒有信號觸發(fā)時,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和out線斷開。有信號觸發(fā)時,發(fā)出與VCC電源線相同的電壓,也就是out線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。

  對于NPN-NC型,在沒有信號觸發(fā)時,發(fā)出與VCC電源線相同的電壓,也就是out線和電源線VCC連接,輸出高電平VCC。當(dāng)有信號觸發(fā)后,輸出線是懸空的,就是VCC電源線和out線斷開。

  對于NPN-NC+NO型,其實就是多出一個輸出線OUT,根據(jù)需要取舍。

  2、PNP類

  PNP是指當(dāng)有信號觸發(fā)時,信號輸出線out和0v線連接,相當(dāng)于輸出低電平,ov。

  對于PNP-NO型,在沒有信號觸發(fā)時,輸出線是懸空的,就是0v線和out線斷開。有信號觸發(fā)時,發(fā)出與OV相同的電壓,也就是out線和0V線連接,輸出輸出低電平OV。

  對于PNP-NC型,在沒有信號觸發(fā)時,發(fā)出與0V線相同的電壓,也就是out線和0V線連接,輸出低電平0V。當(dāng)有信號觸發(fā)后,輸出線是懸空的,就是0V線和out線斷開。

  對于PNP-NC+NO型,和NPN-NC+NO型類似,多出一個輸出線OUT,及兩條信號反相的輸出線,根據(jù)需要取舍。

  我們一般常用的是NPN型,即高電平有效狀態(tài)。PNP很少使用。

  傳感器的靜態(tài)特性

  傳感器靜態(tài)特性描述

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  電位器輸出電壓u與輸入被測量p的關(guān)系

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  一般意義下

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  y、x——傳感器的輸出、輸入

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  傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)

  1. 測量范圍與量程

  (1)測量范圍

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 ?。?)量程

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  2. 靜態(tài)靈敏度

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  關(guān)于靜態(tài)靈敏度的討論

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  3. 分辨力與分辨率

  某一測點分辨力

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  某一測點分辨率

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  針對全測量范圍的分辨力

  max〡傳感器的基本分類與NPN、PNP型分類及區(qū)別,傳感器的靜態(tài)特性解析

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