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1、1、传感器的定义英文名称：transducer / sensor传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、 物理条件如光、热、湿度或化学组成如烟雾,并将探知的信 息传递给其他装置或器官.国家标准GB7665-87 对传感器下的定义是：“能感受规定的被 测量并根据一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成.传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信 息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所 需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和 限制等要求.它是实现自动检测和自动限制的首要环节.2、传感器的分类可以用不同的观点对传感
2、器进行分类：它们的转换原理 传感器 工作的根本物理或化学效应；它们的用途；它们的输出信号类型以 及制作它们的材料和工艺等.根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应.被测 信号量的微小变化都将转换成电信号.化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反响等现象为因果关系 的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号.有些传感器既不能划分到物理类, 也不能划分为化学类.大多数 传感器是以物理原理为根底运作的. 化学传感器技术问题较多,例如 可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题
3、等,解决了这类难题,化 学传感器的应用将会有巨大增长.根据其用途,传感器可分类为：压力敏和力敏传感器位置传感器液面传感器 能耗传感器速度传感器 热敏传感器加速度传感器 射线辐射传感器振动传感器 湿敏传感器磁敏传感器 气敏传感器真空度传感器 生物传感器等.以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器一一将被测量的非电学量转换成模拟电信号.数字传感器一一将被测量的非电学量转换成数字输出信号 包括 直接和间接转换.数数字传感器一一将被测量的信号量转换成频率信号或短周期 信号的输出包括直接或间接转换.模关传感器一一当一个被测量的信号到达某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号.在
4、外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特征性的 反响.它们中的那些对外界作用最敏感的材料, 即那些具有功能特性 的材料,被用来制作传感器的敏感元件.从所应用的材料观点出发可 将传感器分成以下几类：(1)根据其所用材料的类别分金属聚合物陶瓷 混合物(2)按材料的物理性质分导体绝缘体半导体 磁性材料(3)按材料的晶体结构分单晶 多晶 非晶材料与采用新材料紧密相关的传感器开发工作,可以归纳为下述三个 方向：(1)在的材料中探索新的现象、效应和反响,然后使它们能在传 感器技术中得到实际使用.(2)探索新的材料,应用那些的现象、效应和反响来改良传感器 技术.(3)在研究新型材料的根底上探索新现象
5、、新效应和反响,并在传感 器技术中加以具体实施.现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏 感元件的开发强度.传感器开发的根本趋势是和半导体以及介质材料 的应用密切关联的.表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、 能够 转换能量形式的材料.根据其制造工艺,可以将传感器区分为：集成传感器 薄膜传感器 厚膜传感器 陶瓷传感器集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制 造的.通常还将用于初步处理被测信号的局部电路也集成在同一芯片 上.薄膜传感器那么是通过沉积在介质衬底基板上的,相应敏感材料 的薄膜形成的.使用混合工艺时,同样可将局部电路制造在此基板上.厚膜传感器是利用相应材料
6、的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的, 基片通常是A12O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形.陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺 溶胶-凝胶 等生产.完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结.厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型.每种工艺技术都有自己的优点和缺乏. 由于研究、开发和生产所 需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和 厚膜传感器比拟合理.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、 温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件.主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、
7、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应, 即在外力作用下产 生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化. 电阻应变片主要有 金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分.半 导体应变片具有灵敏度高通常是丝式、箔式的几十倍、横向效应 压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基 片上经扩散电阻而制成的器件.其基片可直接作为测量传感元件,扩 散电阻在基片内接成电桥形式.当基片受到外力作用而产生形变时, 各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出.用作压阻式传感器的基片或称膜片材料主要为硅片和错片, 硅片为敏感
8、材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤 其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍.热电阻传感器热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来 测量温度及与温度有关的参数.在温度检测精度要求比拟高的场合, 这种传感器比拟适用.目前较为广泛的热电阻材料为钳、铜、镇等, 它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加 工容易等特点.用于测量-200 C+500 C范围内的温度.热电阻传感器分类：1 .NTC热电阻传感器：该类传感器为负温度系数传感器,即,传感器阻值随温度的升高 而减小；2 .PTC热电阻传感器：该类传感器为正温度系数传感器,即,传感器阻值随温
9、度的升高 而增大.温度传感器1、室温管温传感器：室温传感器用于测量室内和室外的环境温度, 管温传感器用于测 量蒸发器和冷凝器的管壁温度.室温传感器和管温传感器的形状不 同,但温度特性根本一致.按温度特性划分,目前美的使用的室温管 温传感器有二种类型：1、常数B值为4100K 3%,基准电阻为25 C 对应电阻10K Q%o温度越高,阻值越小；温度越低,阻值越大. 离25 C越远,对应电阻公差范围越大；在 0 c和55 C对应电阻公差 约为7%;而0 c以下及55 c以上,对于不同的供给商,电阻公差 会有一定的差异.除个别老产品外,美的空调电控使用的室温管温传 感器均使用
10、这种类型的传感器.常数 B值为3470K 1%,基准电阻 为25 c对应电阻5KQ1%O同样,温度越高,阻值越小；温度越 低,阻值越大.离25 c越远,对应电阻公差范围越大.2、排气温度传感器：排气温度传感器用于测量压缩机顶部的排气温度,常数 B值为 3950K 3%,基准电阻为90 c对应电阻5KQy%.3.、模块温度传感器：模块温度传感器用于测量变频模块IGBT 或IPM的温度,目前用的感温头的型号是 602F-3500F ,基准电 阻为25 C对应电阻6K Q虫.3、传感器静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号, 传感器的输出量与输 入量之间所具
11、有相互关系.由于这时输入量和输出量都和时间无关, 所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的 代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画 出的特性曲线来描述.表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、 灵敏度、分辨力和迟滞等.4、传感器动态特性所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性.在 实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来 表示.这是由于传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得, 并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在 一定的关系,往往知道了前者就能推定后者.最常用的标准输入信号 有阶跃信号和正弦信
12、号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应 和频率响应来表示.5、传感器的线性度通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线.在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似 地代表实际的特性曲线、线性度非线性误差就是这个近似程度的 一个性能指标.拟合直线的选取有多种方法.如将零输入和满量程输出点相连的 理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小 的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线、传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化 y对输入量变 化&的比值.它是输出一输入特性曲线的斜率.如果传感器的输出和输入之间
13、 显线性关系,那么灵敏度S是一个常数.否那么,它将随输入量的变化而 变化.灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比.例如,某位移传感器, 在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV ,那么其灵敏度应表示 为 200mV/mm .当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍 数.提升灵敏度,可得到较高的测量精度.但灵敏度愈高,测量范围 愈窄,稳定性也往往愈差.7、传感器的分辨力分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的水平.也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化. 当输入变化值未超过某 一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化 是分辨不出来的.只有当输入量的
14、变化超过分辨力时, 具输出才会发 生变化.通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量 分辨力的指标.上述指标假设用满量程的百分比表示,那么称为分辨率. 分辨率与传感器的稳定性有负相相关性.8、传感器的迟滞特性迟滞特性表征传感器在正向输入量增大和反向输入量减小 行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间 的最大差值 MAX与满量程输出F S的百分比表示.迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成.9、接口传感器魏德米勒传感器/执行器接口产品,可以通过加装相应的总线协 议适配器,SAI产品可以直接连接到现场总线、.可以支Profibus-DP CANopen、DeviceNet、Interbus 和 ASi 现场总线协议.无源传感器/执行器接口产品SAI防护等级到达IP68 ,可直接安装而无需防护.节约安装材料、时间、空间.提供4、6、8路的分配器,每路有3针、4针和5针的结构提 供一路和两路信号.有带接线盖型标准型和电缆预制型.可另外提供金属外壳的产品,适用于食品行业.带有信号和电源的指示.有源传感器/执行器接口产品SAI通过加装相应的总线协议适配器,SAI产品可以直接连接到现场 总线.可以支持 Profibus-DP 、CANopen、DeviceNet、Interbus 和ASi现场总线、供两种防护等级的产品：IP67总线连接方式为圆形接头连 接,IP68总线连接方式为自装配型.提供 8DI、8DO、8DI/4DO、16DI、8DI/8DO 五种输入输出 的产品.10、传感器的开展趋势采用新原理、开发新型传感器；大力开发物性型传感器由于靠结构型有些满足不了要求；传感器的集成化；传感器的多功能化；传感器的智能化Smart Sensor;11、传感器的工作过程举例向传感器提供士 15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源, 通过 能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到 的交流电源通过轴上的整流滤波
17、电路得到士 5V的直流电源,该电源 做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源 AD589与双运放 AD822组成的高精度稳压电源产生士 4.5V的精密直流电源,该电源 既作为电桥电源,又作为放大器及 V/F转换器的工作电源.当弹性 轴受扭时,应变桥检测得到的 mV级的应变信号通过仪表放大器 AD620 放大成1.5v 1v的强信号,再通过 V/F转换器LM131变 换成频率信号,通过信号环形变压器 T2从旋转的初级线圈传递至静 止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹 性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可
18、直接送计算机处理.由于该旋转变压 器动-静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上局部都密封 在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰水平.12、传感器的组成在工程技术领域,传感器是人体“五官的工程模拟物,是一 种能把特定的被测非电量信息包括物理量、化学量、生物量等按 一定规律转换成电量的器件或装置.传感器是一种能把非电输入信息转换成电信号输出的器件或装 置.传感器又叫变换器、换能器或探测器.传感器一般是由物理、化 学和生物等学科的某些效应或原理根据一定的制造工艺研制出来的, 它能“感知被控量或被测量的大小不等与变化并进行处理.传感器 由敏感元件、转换元件、信号调节电路和其他辅助
19、电路组成.一 敏感元件在完成非电量到电量的转换时,并非所有的非电量都能用现有 的技术直接转换为电量,而是先进行预转换,然后再转换为电量. 敏感元件是直接感受被测非电量,并按一定规律转换成与被测量 有确定对应关系的其他量一般仍为非电量的元件.通常把这 种能完成预转换的元件称为敏感元件.如热敏电阻是敏感元件, 它能将温度的变化预转换为电阻的变化,再转换为电压或电流的 变化.二转换元件转换元件又叫变换器,是能将敏感元件感受到的非电量直接转 换成电量的元件.信号的转换元件是构成传感器的核心.转换元 件又可分为一次转换型直接转换和二次转换型间接转换.（1） 一次转换型对于物性型传感器而言,一般都可一次完
20、成,即可实现“被测非 电量-有用电量的直接转换.2二次转换型对于结构型传感器来说,通常必须通过前置敏感元件预转换后才 能完成,即实现“被测非电量-有用非电量-有用电量的二次 转换.三信号调节电路信号调节电路,把转换元件输出的电信号转换为便于现实、 记录、处理和限制的电信号的电路.四辅助电路通常指电源电路交、直流及其外围电路.在实际应用中,传感器的具体构成视被测对象、转换原理、使用环境及性能要求等具体情况的不同而有很大差异.13、福特车用传感器1节气门位置传感器节气门位置传感器TPS安装在节气门体上,与节气门轴相连.2拉压传感器采用合金材料,S型结构,拉压均可使用.采用先进的密封工艺,密封等级I
27、120 C/150 CIP68NEMA 6*, EX,Factory MutualSystem也可提供420mA模拟输出(4)测力传感器S9拉/压式S9拉/压式S形低外形钢质量程：2, 5, 10, 20, 50 kN;精度：0.05 %;抗横向力的影响； 精度高,稳定性好,用于精密测力 等.15、别克车用传感器(1)氧传感器汽车氧传感器是现代汽车中一个非常重要 的传感器：它被用来监测发动机所排出废气中氧 的含量或浓度,并根据所测得的数据输出一个信 号电压,反响给车载电脑(ECU),车载电脑根据收到的信号限制喷油量、进气量的大小,调整气、油比,从而到达 省油、提升效率、
28、减少污染等目的.(最正确气油比为14.7:1).它通常安装在排气系统中,直接与排气气流接触.据国外权威机构统计：汽车使用氧传感器后可省油 15%、提升效率18%、降低污 染 50% .如果氧传感器出现故障,不但会使汽车费油及排放超标,还会使发动机工况恶化,导致怠速熄火、发动机运转失准等各种故障.(2)别克凯越ABS传感器制造商：上海爱搜机电发布日期：2021-2-25 16:42:30型号：96549712OE 编号：96549712适用车型：未分类配套厂家：商标(文字)：产地：上海自身参数:重量：0外形尺寸(cm):(3)测力传感器Z4A拉/压式Z4A拉/压式国际力值比对标准传感器量程：20
32、一家全球领先涡轮增压器传感器制造商的涡轮增压器位置将用于测量器的叶片位开始投产,传感器生产工程.这种传感器 欧洲客车上各种形状涡轮增压 置.公司将自2021年下半年 年产量将稳步增长,远远超过100万单位.预计该工程有效期内五年的总收入将达3000万美兀左右.涡轮增压器正被越来越多地用在客车上,以满足日益严格的排放规定.如今,几乎所有柴油机都使用涡轮增压器,而这些柴油机正增压多样具备排污被用于多种汽油发动机.新推出的涡轮 器整合了叶片,使吸气管嘴的形状实现 化,从而令涡轮增压器能在低速运作下 更高响应度.一些涡轮增压器还整合了闸式阀,以减少进入涡轮增压器的废气.位置传感器用于对这些叶片和闸门进
33、行闭环限制凯迪拉克公司高级副总裁Tyler Buchanan 评论说：凯迪拉克涡轮增压器传感器扩充了我们的排气再循环 EGR传感器产品线 作为全球领先的EGR传感器生产商,我们为客户提供了有关位置传 感器高温应用如这些涡轮增压器应用的多年确凿经验.我们能够 利用我们的全球工程和生产足迹,支持这项技术在全球各地得到发 展.3轮辐式传感器EVOQ内部拥有高技术的感觉,使司机总是可以“手扶转向盘,眼注前进路.在中面荧屏,可显示由装摄像机拍摄的图像.那么会反映出车子后面forewarn 倒车辅助央限制台上有两台平 在EVOQ外部门上的 限制台上并列的荧屏 的全部情景.后障碍探测系统使用装在
34、后保险杠上的三个传感器,一个是雷达,两个是超声波.当司机 倒车时探测EVOQ是否靠近障碍物,如果探测出来,即使没有看见,系统的电子限制组件也会通过在仪表板上亮起三排发光二级管(LED)来警告司机,并显示出所查到物体接近的程度.EVOQ还装备有一项称之为Pax系统的技术：依靠在轮辐式传感器周围的夹紧力,轮胎被固定在外框上.这种垂直固定的泄气保用轮胎及车轮系统减少了滚动阻力,平安性得到了增强.另外,由于EVOQ的前车轮采用了 19英寸的规格,而后车英寸的规格,因而看起来冲劲(EVOQ)给予人以浓厚的“未轮采用了 21十足.依沃克来太空时代的感觉,个性鲜明、品位非凡.这款双门二人的 EVOQ概念车,
35、全钢制车身涂以银白色,车身随着光线的明暗变化显示出不同的色泽;配合青铜色的车窗玻璃,创造了协调融洽的整体感,传达出大胆前卫 的设计主张.在EVOQ概念车的外形设计中最鲜明的特征是贯穿前后车身的硬朗线条:一条有力的曲线横贯车体,两侧加氢重整后的巩固的车翼从车头延伸到车尾, 提供了一 种非常巩固的结构.EVOQ配备可伸缩的硬质车顶.只须按下按钮,车顶即可收缩 到后窗和车翼内,然后在行李舱盖下折叠起来,接着行李舱盖会升起 覆盖整个硬质车顶,此时EVOQ就成为一辆敞篷车了.另一个值得 注意的设计是 该车车门外不设把手“少就是多的哲理由于没有车 门把手而得到强调,遥控电子钥匙不只是锁车门,还可以把车门轻
36、轻 翻开,这使EvOQ的外型轮廓保持利索干净,并对空气动力性大有(4)位移传感器好处CXWY型直流位移传感器是在WY型位移传感器 根底上开展的,它将传感器、振荡器和解调器, 滤波器集为一体,只要外供直流稳压电源即可工 作,除具有一般交流位移传感器的特性外,在以 下场合显示出它的优越性.1 .位移传感2S与限制室相距100米以上：；2 .同时使用多只传感器,要求互相之间以及对其他设备 鱼器不产生干扰；3 .需要防爆场合:4 .要求便于携带,能进行野外使用17、克莱斯勒切诺基车用传感器感器(1)产品名称：克莱斯勒切诺基冷却液温度传感器市场参考价： 85.0适用车型：切诺基价格范围：85.0 - 85.0描述：JEEP切诺基美国克莱斯勒冷却液温度传(2)角位移传感器RSE 1500系列(3)计量系统/自动限制专用型位移传感器交流供电LVDT,直流供电LVDT,高精度测量,空气压缩及回弹式(4)节气门位子传感器CSIMC 从1992年开始在中国国 内第一个从事汽车、汽车电子的研发与制造,在持续不断的-31 -
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