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金沙传感器技术

发布日期:2020-06-27 09:17

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  传感器是指能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 我国国家标准(GB7665-2005)对传感器的定义是:“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。

  传感器作为信息获取的重要手段,与通信技术计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

  作用:利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。

  传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置的总

  称.通常被测量是非电物理量,输出信号一般为电量.当今世界正面临一场新的技术革命,这场革命的主要基础是信息技术,而传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一.一些发达国家都把传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等位置.随着现代科学发展,传感技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科也得到迅速的发展,并且在工业自动化测量和检测技术、航天技术军事工程、医疗诊断等学科被越来越广泛地利用,同时对各学科发展还有促进作用。

  目前在全世界有6000多家公司生产传感器,品种多达上万种.美国把80年代看作是传感器时代,日本把传感器列为80年代到2000年重大科技开发项目.我国把传感器列为“十五”计划重点科技研究发展项目之一。

  传感技术大体可分3代,第1代是结构型传感器.它利用结构参量变化来感受和转化信号。例如:电阻应变式传感器,它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

  第2代传感器是70年代开始发展起来的固体传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成的.如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。

  70年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展,出现集成传感器.集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化.例如:电荷藕合器件(CCD),集成温度传感器AD590集成霍尔传感器UGN3501等.这类传感器主要具有成本低、可靠性高性能好、接口灵活等特点集成传感器发展非常迅速,现已占传感器市场的2/3左右,它正向着低价格、多功能和系列化方向发展。

  第3代传感器是80年代刚刚发展起来的智能传感器.所谓智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。80年代智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能.90年代智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。

  传感器技术是实现测试自动控制的重要环节。在测试系统中,被作为一次仪表定位,其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息,并将其转换成另一形态的信息。

  具体地说传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。如果没有传感器对被测的原始信息进行准确可靠的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现,即使最现代化的电子计算机,没有准确的信息(或转换可靠的数据),不失真的输入,也将无法充分发挥其应有的作用。

  传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的,过高的精度要求对某种使用也无太大意义;过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增加工艺上的困难;因此,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。包括床暗器的研究、设计、试制、生产、检测与应用等诸项内容在内的传感器技术,已逐渐形成了一门相对独立的专门学科。

  一般情况下,由于传感器设置的场所并非理想,在温度湿度压力等效应的综合影响下,可引起传感器零点漂移和灵敏度的变化,已成为使用中的严重问题。虽然人们在制作传感器过程中,采取了温度补偿及密封防潮的措施,但它与应变片、粘帖胶本身的高性能化、粘帖技术的精确和熟练、弹性体材料的选择及冷、热加工工艺的制定均有密切的关系,哪一方面都不能忽视,都需精心设计和制作。同时,还须注意传感器的安装方法,支撑结构的设置,如何克服横向力等问题。

  作为一次仪表的传感器通常由敏感元件与转换元件组成。转换元件通常是精密的电桥。因此,测力秤重用电阻应变式传感器主要由弹性体、应变片、粘帖胶及各种补偿电阻构成。他的稳定性也必然是由这些元件的内、外因的综合作用所决定。本文就此问题进行探讨,谈些粗浅看法,与同行商榷。

  首先是弹性元件。弹性元件一般是由优质合金钢材及有色金属铝、铍青铜等加工成型,影响弹性体稳定性,主要是它经各种处理后的金相组织及残余应力。考虑到应力释放时的相互平衡关系及弹性体结构形式的约束,要想让残余应力释放,就要进行时效处理,这在实际中若采用自然时效法,则释放缓慢、周期长,金沙,常常是不可取的,需要人为缩短时间,一般要消除弹性体表面残余应力的方法是:做真空回火处理和疲劳式脉动处理及共振。这样可大幅度地降低残余应力,在短时间内完成通常的长时间的自然时效,使组织性能更为稳定。

  其次,是应变片和粘接胶。影响应变片稳定性的是箔材本身,制造应变片的电阻合金种类很多,其中以康铜合金使用最广,它有较好的稳定性,高的疲劳寿命及小的电阻温度系数,是理想的丝栅制造材料。此外,金沙制造应变片过程中应消除不良影响而造成的不稳定性。如:丝栅与基底胶的粘接强度,应变片与弹性体间的粘帖强度,基底胶内应力的释放等等,都是不稳定因素。另外,应变片的粘帖,也是非常关键的要素之一,这一工作的好坏,直接影响胶的粘接质量,乃至测量精度,如果帖片不严格,技术不熟练,即使使用最好的应变片也无济于事。

  用过空调的人肯定都知道满液式冷水机,满液式冷水机组主要由螺杆式制冷压缩机、壳管式冷凝器、满液式蒸发器等组成。对于满液式冷水机组,要实现液体冷媒完全将热传表面润湿同时又不会产生回液,就要对蒸发器内制冷剂液位进行精确控制,对蒸发器液位控制的解决方案大致可以分为两种:间接控制和直接控制。不管是哪种都需要用到传感器。

  间接控制是指将除冷媒液位以外的其它系统参数作为调节对象,以间接实现对蒸发器液位的控制。间接控制可以是对蒸发器出口过热度进行控制,即通过温度传感器和控制模块中的控制逻辑,将过热度控制在大约1.5 至2.0℃,从而实现对液位的控制。此外,蒸发器液位也可以通过系统排气过热度、压缩机油位等反馈参数进行间接控制。

  直接控制是直接以蒸发器内制冷剂液位作为被调参数,通过液位传感器采集到的液位信号与给定值进行比较,对目标值进行调节,调节信号输入到节流阀驱动装置,调节目标为节流阀的开度值,从而实现对供液量的精确调节,进而达到精确控制蒸发器内冷媒液位的目的。

  随着温度传感器的发展,大多都是采用间接控制的方法进行测量,这样是非常方便的。类似的传感器不仅在空调上有应用,在洗衣机等其它类似家电上也有应用的。

  微型传感器掀开数字药片面纱,“数字药片”就是在高科技盛行的时代下诞生的,这是一种内置可消化微芯片的药物,仅长宽仅1毫米,高也不过0.45毫米,体积跟一粒沙子相仿,被植入到正常药片中。其实质是一个微型传感器,由迷你硅片组成,内含极少量镁和铜,当其被吞食的时候,可直接利用人体胃液发电被服用后会和消化液反应产生轻微电压,将信号传送到皮肤表面。这就需要一个感应装置来捕捉和显示数字药片的信号,这以装置被称为接收片,它通常被贴在服用药片的患者贴近胃部的位置,这个装置接受轻微电压产生的信号并将其转化成为数据,传输到医生手机上,这样医生就知道病人有无按规定服药。而这个小装置不仅可以接受信息,还能够记录病人的心率、温度等――这些信息也能通过手机应用查看。

  对比传感器技术的发展历史与研究现状可以看出,随着科学技术的迅猛发展以及相关条件的日趋成熟,传感器技术逐渐受到了更多人士的高度重视当今传感器技术的研究与发展,特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展,已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。

  由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移、重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性,所以外界因素的改变与动荡必然会造成传感器自身特性的小稳定,从而给其实际应用造成较大影响这就要求我们针对传感器的工作原理和结构,在小同场合对传感器规定相应的基本要求,以最大程度优化其性能参数与指标,如高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本\宽测量范围\小尺寸\重量轻和高强度等。

  同时,根据对国内外传感器技术的研究现状分析以及对传感器各性能参数的理想化要求,现代传感器技术的发展趋势可以从四个方面分析与概括:一是开发新材料、新工艺和开发新型传感器;一是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;四是通过传感器与其它学科的交叉整合,实现无线]

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