力傳感器主要分為兩類(lèi):分別是半導(dǎo)體壓電阻型和靜電容量型,下面我們分別介紹一下它們的原理。
半導(dǎo)體壓電阻型:半導(dǎo)體壓電阻抗擴(kuò)散壓力傳感器是在薄片表面形成半導(dǎo)體變形壓力,通過(guò)外力(壓力)使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果,從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
靜電容量型:靜電容量型壓力傳感器,是將玻璃的固定極和硅的可動(dòng)極相對(duì)而形成電容,將通過(guò)外力(壓力)使可動(dòng)極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)。
物理傳感器是檢測(cè)物理量的傳感器。它是利用某些物理效應(yīng),把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)化成為便于處理的能量形式的信號(hào)的裝置。其輸出的信號(hào)和輸入的信號(hào)有確定的關(guān)系。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導(dǎo)纖維傳感器等。作為例子,讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào),它直接檢測(cè)來(lái)自物體的輻射信息,也可以轉(zhuǎn)換其他物理量成為光信號(hào)。
其主要的原理是光電效應(yīng):當(dāng)光照射到物質(zhì)上的時(shí)候,物質(zhì)上的電效應(yīng)發(fā)生改變,這里的電效應(yīng)包括電子發(fā)射、電導(dǎo)率和電位電流等。顯然,能夠容易產(chǎn)生這樣效應(yīng)的器件成為光電式傳感器的主要部件,比如說(shuō)光敏電阻。這樣,我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應(yīng)的光的照射,通過(guò)類(lèi)似光敏電阻這樣的器件把光能轉(zhuǎn)化成為電能,然后通過(guò)放大和去噪聲的處理,就得到了所需要的輸出的電信號(hào)。這里的輸出電信號(hào)和原始的光信號(hào)有一定的關(guān)系,通常是接近線性的關(guān)系,這樣計(jì)算原始的光信號(hào)就不是很復(fù)雜了。其它的物理傳感器的原理都可以類(lèi)比于光電式傳感器。
光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ),把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電效應(yīng)是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個(gè)物體上,此時(shí)光子能量就傳遞給電子,并且是一個(gè)光子的全部能量一次性地被一個(gè)電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應(yīng)的電效應(yīng)。
光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器,它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電物理量,如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等;也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn),因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD的誕生,為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新的一頁(yè)。
仿生傳感器,是一種采用新的檢測(cè)原理的新型傳感器,它采用固定化的細(xì)胞、酶或者其他生物活性物質(zhì)與換能器相配合組成傳感器。這種傳感器是近年來(lái)生物醫(yī)學(xué)和電子學(xué)、工程學(xué)相互滲透而發(fā)展起來(lái)的一種新型的信息技術(shù)。這種傳感器的特點(diǎn)是機(jī)能高、壽命長(zhǎng)。在仿生傳感器中,比較常用的是生體模擬的傳感器。
仿生傳感器按照使用的介質(zhì)可以分為:酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞器傳感器、組織傳感器等。在圖中我們可以看到,仿生傳感器和生物學(xué)理論的方方面面都有密切的聯(lián)系,是生物學(xué)理論發(fā)展的直接成果。在生體模擬的傳感器中,尿素傳感器是最近開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種傳感器。
目前,雖然已經(jīng)發(fā)展成功了許多仿生傳感器,但仿生傳感器的穩(wěn)定性、再現(xiàn)性和可批量生產(chǎn)性明顯不足,所以仿生傳感技術(shù)尚處于幼年期,因此,以后除繼續(xù)開(kāi)發(fā)出新系列的仿生傳感器和完善現(xiàn)有的系列之外,生物活性膜的固定化技術(shù)和仿生傳感器的固態(tài)化值得進(jìn)一步研究。
1、車(chē)用空調(diào)高低壓傳感器——測(cè)量車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)中冷凝劑的壓力;
2、剎車(chē)
壓力傳感器——測(cè)量剎車(chē)液壓或氣壓壓力。
3、燃油壓力傳感器——用于測(cè)量燃油泵后的燃料管內(nèi)燃油壓力;
4、共軌壓力傳感器——測(cè)量柴油發(fā)動(dòng)機(jī)共軌噴射系統(tǒng)中軌內(nèi)燃油壓力;
5、機(jī)油壓力傳感器——用于測(cè)量潤(rùn)滑油的壓力;
6、空氣壓力傳感器——用于測(cè)量進(jìn)氣、增壓渦輪后端以及進(jìn)氣歧管內(nèi)空氣壓力;
7、胎壓傳感器——測(cè)量輪胎內(nèi)氣壓;
8、缸壓傳感器——測(cè)量汽缸內(nèi)壓力;
9、差壓傳感器——測(cè)量尾氣顆粒捕捉器兩端壓力差;