SICK施克傳感器器件檢測的原理分類 ,可分為:熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電生物傳感器、介體生物傳感器等。
按照生物敏感物質相互作用的類型分類,可分為親和型和代謝型兩種。
UVA-1210是一個近紫外波光電傳感器,可見光范圍不響應,輸出電流與紫外指數呈線性關系。適用于手機、PDA、MP4等便攜式移動產品測量紫外指數,隨時提醒人們(特別是女士)紫外線的強度并注意防曬,也適用于紫外波段的檢測器、紫外線指數檢測器。
測量紫外指數:手機、數碼相機、MP4、PDA、GPS等攜式移動產品;
用于紫外檢測器:全部紫外線波段的檢測器、單UV-A波段檢測器、紫外線指數檢測器、紫外線殺菌燈輻照檢測器。
以下步驟:1)以注塑方法,成型傳感器本體;2)將帶有感應頭的電路板安裝在傳感器本體上,并通過焊錫進行焊接;3)蓋上保護罩,通過卡扣及加密封膠工藝將感應頭固定安裝在傳感器本體上。應用本制造工藝,由于注塑過程和電路板安裝過程是分開進行的,因而避免了現有技術中,在注塑過程中因溫度高而損壞電路器件的現象。
由于材料科學的發展,一系列無機非金屬材料被用來制造傳感器,因為它們的一些性質,例如耐高溫性、抗腐蝕能力、耐磨損等,對傳感器具有實用價值。
根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類 :
SICK施克傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、化、熱電、光電、磁電等效應。被測信量的微小變化都將轉成電信。
SICK施克傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器,被測信量的微小變化也將轉成電信。
SICK施克傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學傳感器的應用將會有巨大增長。
在外界因素的作用下,材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用zui敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將傳感器分成下列幾類:
按照其所用材料的類別分
金屬 聚合物 陶瓷 混合物
按材料的物理性質分 導體 絕緣體 半導體 磁性材料
按材料的晶體結構分
單晶 多晶 非晶材料
與采用新材料緊密相關的傳感器開發工作,可以歸納為下述三個方向:
在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然后使它們能在傳感器技術中得到實際使用。
探索新的材料,應用那些已知的現象、效應和反應來改進傳感器技術。
在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應,并在傳感器技術中加以具體實施。
現代傳感器制造業的進展取決于用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發強度。傳感器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術的、能夠轉能量形式的材料。
按照其制造工藝,可以將傳感器區分為:
SICK施克傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器陶瓷傳感器
SICK施克傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步理被測信的部分電路也集成在同一芯片上。
SICK施克傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路制造在此基板上。
SICK施克傳感器是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱理,使厚膜成形。
SICK施克傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。
完成適當的預備性操作之后,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術都有自己的優點和不足。由于研究、開發和生產所需的資本投入較低,以及傳感器參數的高穩定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
傳感器靜態特性
SICK施克傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信,傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系,即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有:線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。
SICK施克傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的zui大偏差值與滿量程輸出值之比。
SICK施克傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
SICK施克傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信,傳感器的正反行程輸出信大小不相等,這個差值稱為遲滯差值。
重復性:重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時,所得特性曲線不一致的程度。
漂移:傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下,傳感器輸出量隨著時間變化,次現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面:一是傳感器自身結構參數;二是周圍環境(如溫度、濕度等)。
所謂動態特性,是指傳感器在輸入變化時,它的輸出的特性。在實際工作中,傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信的響應容易用實驗方法求得,并且它對標準輸入信的響應與它對任意輸入信的響應之間存在一定的關系,往往知道了前者就能推定后者。zui常用的標準輸入信有階躍信和正弦信兩種,所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
SICK施克傳感器的線性度
通常情況下,傳感器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地實際的特性曲線、線性度(非線性)就是這個近似程度的一個性能指標。
擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或將與特性曲線上各點偏差的平方和為zui小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為zui小二乘法擬合直線。
SICK施克傳感器的靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系,則靈敏度S是一個常數。否則,它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時,輸出電壓變化為200mV,則其靈敏度應表示為200mV/mm。
SICK施克傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時,靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度,可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高,測量范圍愈窄,穩定性也往往愈差。
SICK施克傳感器的分辨力
SICK施克傳感器可能感受到的被測量的zui小變化的能力。也就是說,如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數值時,傳感器的輸出不會發生變化,即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時,其輸出才會發生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內各點的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨力的指標。上述指標若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩定性有負相相關性。
SICK施克傳感器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。
SICK施克傳感器是一種能夠將重力轉變為電信的力--電轉裝置,是電子衡器的一個關鍵部件。
能夠實現力--電轉的傳感器有多種,常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平,電容式用于部分電子吊秤,而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結構較簡單,準確度高,適用面廣,且能夠在相對比較差的環境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。
傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械形變,從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優點。
壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時,各電阻值將發生變化,電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式傳感器應用zui為普遍。
熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用zui多的是鉑和銅,此外,現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
SICK施克傳感器是zui常見的傳感器之一,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測,它還可以作為探測元件組成其他傳感器,對許多非電量進行檢測,只要將這些非電量轉為光信的變化即可。光傳感器是目前產量zui多、應用zui廣的傳感器之一,它在自動控制和非電量電測技術[3]中占有非常重要的地位。zui簡單的光敏傳感器是光敏電阻,當光子沖擊接合就會產生電流。
SICK施克傳感器的集成化;
SICK施克傳感器的多功能化;
SICK施克傳感器的智能化(Smart Sensor);
SICK施克傳感器的工作過程舉例
SICK施克傳感器±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產生400Hz的方波,經過TDA2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運算放大器AD822的工作電源;由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源產生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mV級的應變信通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信,再通過V/F轉器LM131變成頻率信,通過信環形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過外殼上的信理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信,該信為TTL電平,既可給二次儀表或頻率計顯示也可送計算機理。由于該旋轉變壓器動--靜環之間只有零點幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內,形成有效的屏蔽,因此具有很強的抗干擾能力。
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學能器有機結合的一門交叉學科,是發展生物技術*的一種*檢測方法與監控方法,也是物質分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結構:包括一種或數種相關生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達的信轉為電信的物理或化學能器(傳感器),二者組合在一起,用現代微電子和自動化儀表技術進行生物信的再加工,構成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統。
待測物質經擴散作用進入生物活性材料,經分子識別,發生生物學反應,產生的信息繼而被相應的物理或化學能器轉變成可定量和可理的電信,再經二次儀表放大并輸出,便可知道待測物濃度。
其感受器中所采用的生命物質分類,可分為:微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等等
陶瓷傳感器
SICK施克傳感器選用陶瓷材料是因為陶瓷材料具有下述性質:
相對而言,通過控制它的成分和燒結條件等手段,陶瓷的微觀結構比較容易調節。微觀結構對陶瓷的特性都有重大影響,包括它們的電學、磁性、光學、熱學和機械性能。
由于陶瓷材料的耐高溫和抗惡劣環境影響能力很強,所以常常將它們用于高溫環境下的理過程。
陶瓷主要是由價格便宜的材料制備而成的,這就是說用它生產的傳感器價格也將比較低廉。
陶瓷的結構特性是和下列因素密切相關的:晶粒(塊體),分隔相鄰晶粒的表面(晶粒間界),分隔晶粒表面和空間的界面,以及結構中的孔隙。由于這些各不相同的特性,既可利用陶瓷塊體,也可利用陶瓷表面的性質來制造傳感器。
有時,無法嚴格地將某些陶瓷材料歸入任何上述類型,因為傳感器的工作是基于不止一種的、而是多種特性的綜合效應。表1.4示出了按照所利用的材料屬性進行的陶瓷傳感器分類。一類是在其工作過程中利用陶瓷塊體性質的陶瓷傳感器,這類傳感器具有材料物理性質的特征——介質,壓電體,磁性或半導體。在這些傳感器中已經達到的材料特性水準已接近單晶材料所具有的特性水準。
2008傳感器場容量為506億美元,預計2010傳感器場可達600億美元以上。調查顯示,東歐、亞太區和加拿大成為傳感器場增長zui快的地區,而、、日本依舊是傳感器場分布zui大的地區。就世界范圍而言,傳感器場上增長zui快的依舊是汽車場,占第二位的是過程控制場,看好通訊場前景。
傳感器場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的場規模zui大,分別占到整個傳感器場的21%、19%和14%。傳感器場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無線傳感器在2007-2010復合增長率預計會超過25%。
目前,的傳感器場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。新技術的發展將重新定義未來的傳感器場,比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與*的擴大。
SICK施克傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等其之泛的領域。可以毫不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
由此可見,傳感器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的將來,傳感器技術將會出現一個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。
物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。②化學類,基于化學反應的原理。③生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等類(還有人曾將傳感器分46類)。
可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉原理(傳感器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信類型以及制作它們的材料和工藝等。
SICK施克傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合,這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃~+500℃范圍內的溫度。
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