五大类SICK传感器工作原理大解析.docx
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1、五大类SICK传感器工作原理大解析五大类SICK传感器工作原理大解析sick传感器是利用电气元件和其他机械把待测的压力转换成为电量,再进行相关测量工作的测量精密仪器,譬如很多压力变送器和压力传感器。SlCK传感器不行应用在静态的测量当中,原因是受到外力作用后的电荷,当回路有无限大的输入抗阻的时候,才可以得以保管下来。但实际中很难实现。因此压电传感器只可以应用在动态的测量当中。它重要的压电料子是:磷酸二氢胺、酒石酸钾钠和石英。压电效应就是在石英上发现的。当应力发生变动的时候,电场的变动很小很小,其他的一些压电晶体就会替代石英。STeK传感器它具有很大的压电系数和压电灵敏度,但是,它只可以使用在室
2、内的湿度和温度都比较低的地方。磷酸二氢胺是一种人造晶体,它可以在特别高的湿度和特别高的温度的环境中使用,所以,它的应用特别广泛。SlCK传感器压电效应也已经在多晶体上得到应用了。例如:压电陶瓷,银镁酸压电陶瓷、锯酸盐系压电陶瓷和钛酸钢压电陶瓷等等。以压电效应为工作原理的传感器,是机电转换式和自发电式传感器。它的敏感元件是用压电的料子制作而成的,而当压电料子受到外力作用的时候,它的表面会形成电荷,电荷会通过电荷放大器、测量电路的放大以及改换阻抗以后,就会被转换成为与所受到的外力成正比关系的电量输出。它是用来测量力以及可以转换成为力的非电物理量,例如:加速度和压力。它有很多优点:重量较轻、工作可靠
3、、结构很简单、信噪比特别高、灵敏度特别高以及信频宽等等。但是它也存在着某些缺点:有部分电压料子忌潮湿,因此需要采取一系列的防潮措施,而输出电流的响应又比较差,那就要使用电荷放大器或者高输入阻抗电路来弥补这个缺点,让仪器更好地工作。SICK传感器压阻效应是用来描述料子在受到机械式应力下所产生的电阻变动。不同于上述压电效应,压阻效应只产生阻抗变动,并不会产生电荷。大多数金属料子与半导体料子都被发现具有压阻效应。其中半导体料子中的压阻效应宏大于金属。由于硅是现今集成电路的重要原材料,以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得特别有心义。电阻变动不止是来自与应力有关的几何形变,而且也来自料子自身与应力相关的
4、电阻,这使得其程度因子大于金属数百倍之多。N型硅的电阻变动重要是由于其三个导带谷对的位移所造成不同迁移率的导带谷间的载子重新分布,进而使得电子在不同流动方向上的迁移率发生转变。其次是由于来自与导带谷形状的转变相关的等效质量(effectivemass)的变动。在P型硅中,此现象变得更多而杂,而且也导致等效质量转变及电洞转换。STCK传感器一般通过引线接入惠斯登电桥中。平常敏感芯体没有外加压力作用,电桥处于平衡状态(称为零位),当传感器受压后芯片电阻发生变动,电桥将失去平衡。若给电桥加一个恒定电流或电压电源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变动通过电桥转换成压力信号输出。电桥检测
5、出电阻值的变动,经过放大后,再经过电压电流的转换,改换成相应的电流信号,该电流信号通过非线性校正环路的弥补,即产生了输入电压成线性对应关系的420mA的标准输出信号。为减小温度变动对芯体电阻值的影响,提高测量精度,压力传感器都采用温度弥补措施使其零点漂移、灵敏度、线性度、稳定性等技术指标保持较高水平。STCK传感器是一种利用电容作为敏感元件,将被测压力转换成电容值转变的压力传感器。这种压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变动,通过测量电路即可输出与电压成肯定关系的电信号。SICK传感器属于极距变动型电容式传感
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