第十一章 传感器基础.ppt

传感器在机器人身上的分布 3、 金属电阻应变片 (1) 金属电阻应变片分类： ① 金属丝式应变片(wire strain gauge ) 敏感元件：栅状金属丝 ② 金属箔式应变片(foil strain gauge ) 敏感元件：栅状金属箔片 (2) 金属电阻应变片的优点： 稳定性和温度特性好 (3) 金属电阻应变片的缺点： 灵敏度系数小，通常金属电阻丝的K0=1.7～3.6。 压电陶瓷外形 红外线辐射温度计用于食品温度测量 红外线辐射温度计用于人体额温测量 八种国际通用热电偶： B:铂铑30—铂铑6 R:铂铑13—铂 S:铂铑10—铂 K:镍铬—镍硅 N:镍铬硅—镍硅 E:镍铬—铜镍 J:铁—铜镍 T:铜—铜镍 几种常用热电偶的测温范围及热电势 热电偶的分度表 K热电偶的分度表 普通装配型热电偶外形 接线盒 超市收银台用激光扫描器检测商品的条形码是利用光电传感器检测原理. 光敏电阻 超声波与声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。 超声波探伤 胎儿的 B超影像 案例8、光电测速 方案一 方案二 问题：旋转机械测量转速有何意义？ 被测物体本身就是辐射源，它可以直接照射在光电元件上，也可以经过一定的光路后作用在光电元件上。光电高温计、比色高温计、红外侦察和红外遥感等均属于这一类。这种方式也可以用于防火报警和构成光照度计等。 第十节 其他传感器 一、气敏电阻传感器 气敏传感器是一种化学型传感器，将检测到的气体成份和浓度后，发生化学反应，然后转换为电信号的传感器。可用于化工生产中气体成份的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏；火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。 烟雾报警器 酒精传感器 二氧化碳传感器 气敏传感器的种类较多，主要包括有:敏感气体种类的气敏传感器、敏感气体量的真空度气敏传感器，以及检测气体成分的气体成分传感器。 由于半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、使用 寿命长和成本低等优点，应用很广。 半导体气敏传感器大体上可分为两类:电阻式和非电阻 式。 电阻式半导体气敏传感器工作原理 电阻式半导体气敏传感器是利用气敏半导体材料，如氧化锡(SnO2)、氧化锰(MnO2)等金属氧化物制成敏感元件，当它们吸收了可燃气体的烟雾，如氢、一氧化碳、烷、醚、醇、苯以及天然气、沼气等时，发生还原反应，放出热量，使元件温度增高，电阻发生变化。利用半导体材料的这种特性，将气体的成分和浓度变换成电信号，进行监测和报警。 二、 CCD图象传感器(image sensor ) 电荷耦合器(CCD：charge coupled device)分为线阵器件和面阵器件两种，其基本组成部分是MOS光敏元列阵和读出移位寄存器。 在半导体硅片上按线阵或面阵排列MOS单元，如果照射在这些光敏元上的是一幅明暗起伏的图像，则这些光敏元上就会感生出一幅与光照强度相对应的光生电荷图像。这就是电荷耦合器件的光电效应的基本原理。 CCD传感器用于非电量的测量，主要用途大致归纳为以下三个方面： (1)组成测试仪器可测量物位、尺寸、工件损伤、自动焦点等。 (2)作光学信息处理装置的输入环节，例如用于传真技术、光学文字识别技术(OCR)图像识别技术、光谱测量及空间遥感技术等方面。 (3)作自动流水线装置中的敏感器件，例加可用于机床、自动售货机、自动搬运车以自动监视装置等方面。 三、热辐射检测传感器 绝对零度以上的物体都有辐射，其强度依赖于物体的温度(K)，在此仅考虑黑体(black body)也称全辐射体的辐射能和波长的关系，即辐射辉度L(λ，T) 。根据普朗克辐射定律有以下表达式： 式中T为物体的温度(K)，λ是热辐射波长(m)，C1,C2为普朗克第1、第2常数。 应用： 冶金、轧制、磨削加工以及各种热加工过程中都涉及到动态温度场的检测问题。 四、超声波检测传感器 当试件受外力或内应力作用时，缺陷处或结构异常部位因应力集中而产生塑性变形，其储存能量的一部分以弹性应力波的形式释放出来，这种现象叫声发射。 利用声发射信号来对材料或构件缺陷进行预报、判断和评价。声发射应用范围很广，比较成功的应用主要是压力容器的安全评价。此外，声发射技术还用作绝大部分金属或非金属材料性能研究，设备工况监视、地下管道泄漏探测等。 1、声波及其分类 (1)次声波infrasonic wa