金屬氧化物半導體元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)圖像傳感器和電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)攝像器件在20年前幾乎是同時起步的。CCD是應用在攝影攝像方面的高端技術(shù)元件，CMOS則應用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中。 由于CCD器件有光照靈敏度高、噪音低、像素小等優(yōu)點，所以在過去15年里它一直主宰著圖像傳感器市場。與之相反，CMOS圖像傳感器過去存在著像素大，信噪比小，分辨率低這些缺點，一直無法和CCD技術(shù)抗衡。但是隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，過去CMOS圖像傳感器制造工藝中不易解決的技術(shù)難關(guān)現(xiàn)已都能找到相應解決的途徑，從而大大改善了CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量。 1 CMOS有源像素傳感器 近來CMOS圖像傳感器受到重視首要原因在于過去大大低于CCD的靈敏度問題逐步得到解決。因為與CCD相比，CMOS傳感器具有更好的量產(chǎn)性，而且容易實現(xiàn)包括其他邏輯電路在內(nèi)的SoC(System DRAM等大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。這樣一來，CMOS圖像傳感器就有可能形成完全不同于CCD圖像傳感器的成本結(jié)構(gòu)。 圖1示出了有源像素CMOS圖像傳感器(ActivePixel Sensor，APS)的功能結(jié)構(gòu)圖，其中成像部分為光敏二極管陣列(Photo Diode Array)。 四場效應管(4T)有源像素CMOS圖像傳感器的每個像素由光敏二極管、復位管T2、轉(zhuǎn)移管T1、源跟隨器T3和行選通開關(guān)管T4組成，如圖2所示。 轉(zhuǎn)移管T1被用來將光敏二極管連接至源跟隨器T3，并通過復位管T2與VDD相連。T3

隨著生產(chǎn)自動化水平的提高，人們對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控水平的要求也越來越高，視覺檢測系統(tǒng)能滿足生產(chǎn)線上檢測的實時性要求，并且具有一定的柔性，精度適中，因此得到了廣泛地應用。一般來說，視覺檢測系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)光傳感器、多線結(jié)構(gòu)光傳感器、雙目視覺傳感器。本文主要討論多線結(jié)構(gòu)光傳感器，即光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器。 1光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器原理 光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器是一種基于主動三角法的視覺傳感器。由光投射器在空間投射出一系列光平面，每個光平面通過攝像機建立與象平面間的透視對應，幾何結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器結(jié)構(gòu) 在第K個光平面上以O(shè)(K)L為原點建立直角坐標系O(K)Lx(K)Ly(K)L,其它為攝像機模型結(jié)構(gòu)。則有點的象面坐標與其在光平面坐標的關(guān)系如下： 可見，若要求得點的光平面坐標必須知道點屬于哪個光平面。故光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器存在著光條的識別問題，通過光條編碼可以解決這個問題。 2結(jié)構(gòu)光編碼 2.1結(jié)構(gòu)光編碼問題概述 由于線結(jié)構(gòu)光傳感器獲得的信息較少（只能獲得一個光平面內(nèi)的位置信息），人們相應地開發(fā)了光柵式結(jié)構(gòu)光傳感器和網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)光傳感器。但點的匹配問題也相應地出現(xiàn)了。 為了解決點的對應問題，人們將投射的光進行編碼。Altschulter[2]和Posdamer采用了激光光閘的編碼技術(shù)。128×128激光網(wǎng)格通過一個可編程的空間光調(diào)制器投射到物體表面，在象面上產(chǎn)生點陣模型?？删幊痰目臻g光調(diào)制器通過編程可以使某些激光束通過，而某些激光束被阻擋。通過對應于不同激光束的一系列圖像，可以解決點的對應問題。文獻提出了一種使用灰度碼的時間序列編碼方案。對于通常的三維靜態(tài)物體，這兩種方法能夠很好地

力平衡加速度傳感器原理設(shè)計 [日期：2004-12-7] 來源：21ic中國電子網(wǎng) 作者：李忠勤 劉琳 趙長有 [字體：大 中 小] 作者：zcyhero@yeah.net 摘要：本文介紹了一種力平衡加速度傳感器的原理設(shè)計方法。差容式力平衡加速度傳感器在傳統(tǒng)的機械傳感器的基礎(chǔ)上，采用差動電容結(jié)構(gòu)，利用反饋原理把被測的加速度轉(zhuǎn)換為電容器的電容量變化，將加速度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷褐怠Ｊ箓鞲衅鞯撵`敏度、非線性、測量范圍等性能得到很大的提高，使其在地震、建筑、交通、航空等各領(lǐng)域得到廣泛應用。 關(guān)鍵詞：加速度差容式力平衡傳感器 加速度傳感器是用來將加速度這一物理信號轉(zhuǎn)變成便于測量的電信號的測試儀器。它是工業(yè)、國防等許多領(lǐng)域中進行沖擊、振動測量常用的測試儀器。 1、加速度傳感器原理概述 加速度傳感器是用來將加速度這一物理信號轉(zhuǎn)變成便于測量的電信號的測試儀器。差容式力平衡加速度傳感器則把被測的加速度轉(zhuǎn)換為電容器的電容量變化。實現(xiàn)這種功能的方法有變間隙，變面積，變介電常量三種，差容式力平衡加速度傳感器利用變間隙，且用差動式的結(jié)構(gòu)，它優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應好，能實現(xiàn)無接觸式測量，靈敏度好，分辨率強，能測量0.01um甚至更微小的位移，但是由于本身的電容量一般很小，僅幾pf至幾百pf，其容抗可高達幾mω至幾百mω，所以對絕緣電阻的要求較高，并且寄生電容（引線電容及儀器中各元器件與極板間電容等）不可忽視。近年來由于廣泛應用集成電路，使電子線路緊靠傳感器的極板，使寄生電容，非線性等缺點不斷得到克服。 差容式力平衡加速度傳感器的機械部分緊靠電路板，把加速度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葜虚g極的位移

一、前言 熱釋電紅外傳感器是一種非常有應用潛力的傳感器。它能檢測人或某些動物發(fā)射的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。早在1938年，有人就提出利用熱釋電效應探測紅外輻射，但并未受到重視。直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動了對熱釋電效應的研究和對熱釋電晶體的應用開發(fā)。近年來，伴隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以及對該傳感器的特性的深入研究，相關(guān)的專用集成電路處理技術(shù)也迅速增長。本文先介紹熱釋電傳感器的原理，然后再描述相關(guān)的專用集成電路處理技術(shù)。 二、熱釋電效應 當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應。通常，晶體自發(fā)極化所產(chǎn)生的束縛電荷被來自空氣中附著在晶體表面的自由電子所中和，其自發(fā)極化電矩不能表現(xiàn)出來。當溫度變化時，晶體結(jié)構(gòu)中的正負電荷重心相對移位，自發(fā)極化發(fā)生變化，晶體表面就會產(chǎn)生電荷耗盡，電荷耗盡的狀況正比于極化程度，圖1表示了熱釋電效應形成的原理。 能產(chǎn)生熱釋電效應的晶體稱之為熱釋電體或熱釋電元件，其常用的材料有單晶(litao3 等)、壓電陶瓷（pzt等）及高分子薄膜（pvfz等）[2] 熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應，是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個表面做成電極，當傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有δt的變化時，熱釋電效應會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷δq，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓δv。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個場效應管進行阻抗變換。熱釋電效應所產(chǎn)生的電荷δq會跟空氣中的離子所結(jié)合而消失，當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，δt=0，傳感器無輸出。當人體進入檢測區(qū)時

新型位移傳感器的測量原理是基于RLC耦合電路產(chǎn)生的，是電感式原理的革新技術(shù)。不像電位計式或磁致伸縮式傳感器的檢測原理，這種測量方式具有相當大的優(yōu)勢。傳感器集成了信號發(fā)射器和接收器線圈系統(tǒng)，它們以印刷線圈的形式被精確地印制在電路板上。發(fā)射信號線圈由高頻交流磁場激活并與位置塊（諧振器）相互感應產(chǎn)生一個RLC的感應電路。因此，諧振器與接收線圈形成電感式耦合。在布有接收信號線圈的位置，電壓的變化由諧振器與線圈的感應而引起。這些電壓即為傳感器的測量信號。為了使測量更加靈活和快速，傳感器包含了一個粗略的和一個精確的測量線圈系統(tǒng)。前者負責粗略定位諧振器的位置，而後者負責精確定位。雙管齊下保證了它的精確測量。新型的檢測原理不但保證了傳感器的精度，而且能夠使傳感器在非接觸的方式下工作，在允許范圍內(nèi)，即便位置塊發(fā)生偏移或者抖動，也不會對傳感器輸出產(chǎn)生任何偏差D-KB-50光柵測微傳感器，是以高精度光柵作為檢測元件的精密測量裝置。與數(shù)顯表配套，組成高精度數(shù)字化測量儀器?？梢源鏅C械式千分表、扭簧比較儀、深度尺、電感測位移和精密量塊，配以適當?shù)霓D(zhuǎn)換器，可將溫度、壓力、硬度、重量等參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。用于自動化大生產(chǎn)中在線監(jiān)測及精密儀器的位置檢測。其優(yōu)點是測量值數(shù)字化顯示，精度高，穩(wěn)定可靠，讀數(shù)直觀準確。亦可把測量數(shù)據(jù)輸入計算機打印出測量數(shù)據(jù)或繪出曲線。 這款傳感器還具有雙層電路板的特點，第一層電路板負責感應信號的發(fā)送和接受，位于傳感器感應面。在其下方是第二層電路板，印有接收信號處理器部分，是負責將信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換再形成輸出。兩層電路板設(shè)計使得傳感器的盲區(qū)極小，是目前市面上盲區(qū)最小的一款直線位移產(chǎn)品隨著科

醫(yī)用傳感器原理介紹 一、用硅壓力傳感器的電子血壓計 日本40歲以上的成年人中有三分之一的人患有高血壓病，可以說是一種國民病。因此，各個家庭中的血壓計的普及率和體溫計一樣高。本節(jié)敘述用硅壓力傳感器制作的電子血壓計。圖3-4是電子血壓計的簡圖。為了測量壓力差，硅壓力傳感器利用薄膜上形成的擴散層的壓電電阻組成電橋進行測量。最常見的測量血壓的方法是腕帶壓力在最高血壓和最低血壓之間會產(chǎn)生一種K音（特殊的聲音），由此可以聽到脈搏的跳動。利用微音器聽K音的開始和結(jié)束，測量這時腕帶內(nèi)空氣壓力和大氣壓力的差作為血壓值。測量K音用的傳感器是小型微音器，抗噪音能力弱。心臟運動產(chǎn)生的P音（動脈壓波）也和K音一樣表現(xiàn)為硅傳感器的輸出。因此，電子血壓計將硅壓力傳感器P音的輸出作為晶體管的門信號來測量K音。通過測量P音產(chǎn)生的周期，可以測量1分鐘的脈搏次數(shù)。圖3-5表示在測量血壓時各種信號的變化狀態(tài)，圖中K音出現(xiàn)時，P1的壓力Y3為最高血壓；K音消失時，P2的壓力Y4為最低血壓。三、采用熱敏電阻的電子體溫計 不但在醫(yī)院里要測患者的體溫，而且在家庭里要正確了解體溫從健康管理方面來說也是很重要的。在本節(jié)，特意列舉已廣泛用于生活的電子體溫計。體溫計中最關(guān)鍵的是如何正確地測量和顯示加在傳感器上的體溫，大多數(shù)是利用熱敏電阻阻值的變化，以數(shù)字顯示體溫。用于體溫計的熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系如下式：RT=R0exp{B（1/T-1/T0）}其中RT：溫度T時（用K表示）的電阻 R0：溫度T0時（用K表示）的電阻 B：熱敏電阻常數(shù)，2000~4000 如圖3-7所示，熱敏電阻的阻值隨著溫度的上升而減少，電阻對溫度的依賴性表

壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用1、應變片壓力傳感器原理與應用力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機構(gòu)。是電阻應變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，不同的環(huán)境中使用，使應變片的阻值變化太

電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。 由此可見，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。下面就這三方面簡要論述。一、電阻應變片 電阻應變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片。他的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。 設(shè)有一個金屬電阻絲，其長度為L，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當這根電阻絲未受外力作用時，它的電阻值為R：R = ρL/S（Ω） （2—1） 當他的兩端受F力作用時，將會伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實驗證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會有所改變，記作Δρ。 對式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有：ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2） 用式（2--1）去除式（2--2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3） 另外，我們知道導線的橫截面積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r （2—4） 從材料力學我們知道Δr/r = -μΔL/L （2—5） 其中，負號表示伸長時，半徑方向是縮小的。μ是表示

電子鼻主要由氣味取樣操作器、氣體傳感器陣列和信號處理系統(tǒng)三種功能器件組成。電子鼻識別氣味的主要機理是在陣列中的每個傳感器對被測氣體都有不同的靈敏度，例如，一號氣體可在某個傳感器上產(chǎn)生高響應，而對其他傳感器則是低響應，同樣，二號氣體產(chǎn)生高響應的傳感器對一號氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個傳感器陣列對不同氣體的響應圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應圖案來識別氣味。 電子鼻的類型很多，其典型的工作程式是：首先，利用真空泵把空氣取樣吸取至裝有電子傳感器陣列的小容器室中。接著，取樣操作單元把已初始化的傳感器陣列暴露到氣味體中，當揮發(fā)性化合物（ＶＯＣ）與傳感器活性材料表面相接觸時，就產(chǎn)生瞬時響應。這種響應被記錄并傳送到信號處理單元進行分析，與數(shù)據(jù)庫中存儲的大量ＶＯＣ圖案進行比較、鑒別，以確定氣味類型。最后，要用酒精蒸氣“沖洗”傳感器活性材料表面以去除測畢的氣味混合物。在進入下一輪新的測量之前，傳感器仍要再次實行初始化（即工作之間，每個傳感器都需用干燥氣或某些其它參考氣體進行清洗，以達到基準狀態(tài)）。被測氣味作用的時間稱為傳感器陣列的“響應時間”，清除過程和參考氣體作用的初始化過程所花的時間稱為“恢復時間”。 在電子鼻系統(tǒng)中，氣體傳感器陣列是關(guān)鍵因素。除基本的氣相色譜（ＧＣ）分析法以外，電子鼻傳感器的主要類型還有導電型傳感器、壓電類傳感器、場效應傳感器、光纖傳感器等。導電性傳感器的基本特點是，其置于揮發(fā)性化合物（ＶＯＣ）時的響應形式是電阻值發(fā)生變化。導電性傳感器又分為金屬氧化物傳感器和聚合物傳感器兩大類。金屬氧化物傳感器在電子鼻系統(tǒng)中應用更廣泛，其結(jié)構(gòu)如圖１所示。此類傳感器

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著： （1）激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入)，(3) 信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出)，(4)信號處理電路五 工作過程 向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)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(wěn)壓電源產(chǎn)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(zhuǎn)換器的工作電源。當彈性軸受扭時，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強信號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)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(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。 本傳感器輸出的頻率信號在零點時為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15KHz

http://www.hx51.com 摘要： 介紹了單總線原理及單總線數(shù)字式溫度傳感器DS1820的工作原理、結(jié)構(gòu)，并給出了用DS1820和89C52 單片機構(gòu)成的單線多點溫度測控系統(tǒng)的硬件應用電路及軟件框圖。 關(guān)鍵詞：單總線； 數(shù)字溫度傳感器； 多點溫度測控 中圖分類號：TP212 文獻標識碼：B 文章編號：1 前言 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個重要方向[1]。美國DALLAS半導體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器DS1820采用單總線協(xié)議，即與微機接口僅需占用一個I/O端口，無需任何外部元件，直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，以9位數(shù)字碼方式串行輸出，從而大大簡化了傳感器與微處理器的接口。2 工作原理目前大多數(shù)傳感器系統(tǒng)都采用放大--傳輸--數(shù)模轉(zhuǎn)換這種處理模式。這種模式一般要占用數(shù)條數(shù)據(jù)/控制線，限制了單片機功能的擴展。而一線總線技術(shù)則很好地解決了這個問題。一線總線技術(shù)就是在一條總線上僅有一個主系統(tǒng)和若干個從系統(tǒng)組成的計算機應用系統(tǒng)。由于總線上的所有器件都通過一條信號線傳輸信息，總線上的每個器件在不同的時間段驅(qū)動總線，這相當于把數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線合在了一起。所以整個系統(tǒng)要按單總線協(xié)議規(guī)定的時序進行工作。為了使其它設(shè)備也能使用這條總線，一線總線協(xié)議采用了一個三態(tài)門，使得每一個設(shè)備在不傳送數(shù)據(jù)時空出該數(shù)據(jù)線給其它設(shè)備。一線總線在外部需要一個上拉電阻器，所以在總線空閑時是高電平。掛在單總線上的器件稱為單總線器件，為了區(qū)分總線上的不同器件，生產(chǎn)單總線器件時，廠家都刻錄了一個64位的二進制ROM代碼作為芯片的唯一序列號。這

壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用1、應變片壓力傳感器原理與應用力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機構(gòu)。金屬電阻應變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，是電阻應變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應變片的發(fā)熱致使本身的溫度過高，

1 引言 最近，美國霍尼威爾(Honeywell)公司先后推出了PPT系列、PPTR系列和PPTE系列可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的智能精密壓力傳感器。這些傳感器將壓敏電阻傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、存儲器(RAM、E 2PROM)和接口電路集于一身，不僅達到了高性能指標，還極大地方便了用戶。這些產(chǎn)品可廣泛用于工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、自動控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。 2 PPT、PPTR系列壓力傳感器 的性能(1)PPT系列傳感器采用鋼膜片，帶RS-232 接口，傳感器距離不超過18m，適合測量快速變化或緩慢變化的各種不易燃、無腐蝕性氣體或液體的壓力(即表壓)、壓差及絕對壓力，測量精度高達±0.05％(滿量程時的典型值)，而過去的集成壓力變送器最高只能達到±0.1％的精度。PPTR系列產(chǎn)品帶RS-485接口，傳輸距離可達幾千米，它采用不銹鋼膜片，能測量具有腐蝕性的液體或氣體，測量精度為±0.1％。 (2)它屬于網(wǎng)絡(luò)傳感器。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時能確定每個傳感器的全局地址、組地址和設(shè)備識別號ID地址，能實現(xiàn)各傳感器之間、傳感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和資源共享，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)獲取任何一個傳感器的數(shù)據(jù)并對該傳感器的參數(shù)進行設(shè)置，所設(shè)定的參數(shù)就保存在E2PROM中。 (3)能輸出經(jīng)過校準后的壓力數(shù)字量和模擬量，它既是一個精密數(shù)字壓力傳感器，又是一個模擬式標準壓力傳感器，模擬輸出電壓在0～5V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，可作為標準壓力信號源來使用。用戶不用主機即可獲得模擬輸出。 (4)可通過接口電路與PC機進行串行通信，一臺PC機最多可掛接89個傳感器。串行通信時有7種波特率可供選擇，最高達28800bit/s。上電后

FSL05N2C觸力傳感器原理及在分娩監(jiān)護儀中的應用 趙 爽，田謙益，陳建華，施心陵 (云南大學信息學院 云南昆明 650091) 在分娩過程中，分娩的順利進行與分娩監(jiān)護有著重要關(guān)系。為了避免分娩過程中對健康胎兒造成損傷和死亡，分娩監(jiān)護過程中的監(jiān)測具有重要意義。在分娩監(jiān)護測量的指標中胎兒心率、子宮收縮是兩個重要指標，臨床上已表明子宮收縮可引起胎心率加快或減慢，宮縮的狀況直接影響到胎心的活動和分娩，因此在分娩監(jiān)護分析系統(tǒng)中，需要對孕婦子宮肌肉收縮情況進行實時監(jiān)護。子宮收縮是屬于肌肉收縮測量技術(shù)范圍，子宮收縮的測量分為內(nèi)測法和外測法。內(nèi)測法是有創(chuàng)操作，不適合用作產(chǎn)程的常規(guī)監(jiān)護；外測法是從母體的外腹部取得宮縮壓力進而對宮縮情況進行監(jiān)護，測量時，用綁帶穿過壓力探頭背面，把壓力探頭放置在孕婦的宮底，固定好綁帶，調(diào)整好位置，綁帶的松緊適當適度。當子宮肌肉收縮時，腹壁的張力壓迫置于其上的壓力傳感器，壓力傳感器將此壓力轉(zhuǎn)換成電信號，由此得到的壓力信號經(jīng)過儀器的放大處理，輸入監(jiān)護儀中進行監(jiān)測和分析。宮縮壓力監(jiān)護測量的是一個相對的信號，記錄下的曲線能提供很多信息，如：宮縮的強度、頻度、持續(xù)時間、規(guī)則和形狀，可以對孕婦的分娩過程進行有效的監(jiān)護。 1傳感器的選擇 宮縮壓力量程為。一20

引言在各種自動檢測、控制系統(tǒng)中，常常需要對高速變化的交直流電流、電壓信號作跟蹤采集，對比較復雜的波形作頻譜分析。這類信號可能是高壓、大電流等強電，也可能是負載能力很差的弱電，或是幅值很小的信號。它們的一個共同特點是不宜直接與計算機類的系統(tǒng)相接，怕計算機干擾它，或是怕它干擾計算機，或是因信號太強、太弱，難于與計算機匹配。WB121高速寬帶跟蹤型電量隔離傳感器正是針對用戶的這種需求而設(shè)計的。本文將對該產(chǎn)品的性能及應用范圍作概略介紹。WB121高速寬帶跟蹤型電量隔離傳感器采用線性光電隔離原理，對電網(wǎng)或電路中的交流、直流或交直流混合的電流、電壓信號進行實時測量，經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換成跟蹤輸入信號的、有一定驅(qū)動能力的、標準的輸出電壓信號。WB121具有交直流通用、高精度、高隔離、寬頻響、快響應時間、低漂移、低功耗、寬溫度范圍等特點；能直接與計算機、可編程控制器或其他數(shù)據(jù)采集器連接，用于各種快速反應波形的隔離跟蹤測量；特別是可以在模擬量的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、變頻調(diào)速設(shè)備、可控硅控制設(shè)備及其他電氣設(shè)備中用作跟蹤測量。 工作原理WB121電量隔離傳感器主要分為兩類，即WBV121電壓隔離傳感器和WBI121電流隔離傳感器。二者的工作原理，除輸入電路略有不同外，其他都相同，原理框圖如圖1所示。輸入電壓Vin(或電流Iin)信號送至輸入電路，后者將信號轉(zhuǎn)換成某種標準電壓，并賦予較強的驅(qū)動能力；光電隔離電路實現(xiàn)輸入信號的線性變換及隔離處理；輸出電路將信號進一步放大，同時實現(xiàn)整個傳感器的量程調(diào)節(jié)，輸出是跟蹤輸入信號、具有較強的驅(qū)動能力的標準化電壓，方便用戶使用。傳感器內(nèi)部還配備了DC/DC轉(zhuǎn)換器，從輔助

壓力傳感器是一種能夠?qū)毫π盘栟D(zhuǎn)換為電信號輸出的傳感器。壓力傳感器的工作原理通?；趬鹤栊?、電容效應和振動效應等原理。在應用中，CS3310-KS壓力傳感器被廣泛用于工業(yè)自動化控制、汽車電子系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域。要測試壓力傳感器的好壞，可以通過以下幾種方式：1.視覺檢查：首先檢查傳感器表面是否有損壞或污染，確保外部環(huán)境不會對傳感器性能造成影響。2.電氣測試：使用數(shù)字萬用表或示波器測量傳感器的電阻、電容等參數(shù)，確保傳感器內(nèi)部電路正常。3.輸入輸出測試：通過給定標準的輸入信號（如壓力），測試傳感器的輸出信號是否符合預期范圍，以驗證傳感器的靈敏度和準確性。4.溫度影響測試：將傳感器置于不同溫度環(huán)境下，檢測傳感器輸出信號是否受到溫度影響，驗證傳感器的溫度穩(wěn)定性。5.震動測試：對傳感器進行振動測試，檢測傳感器是否對外部振動產(chǎn)生干擾或損壞。6.長時間穩(wěn)定：對傳感器進行長時間測試，檢測其在連續(xù)工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性和性能變化情況。7.比較測試：將待測試的傳感器與已經(jīng)經(jīng)過驗證的標準傳感器進行比較測試，驗證待測試傳感器的性能是否符合標準要求。要全面檢測壓力傳感器的好壞，需要綜合運用以上多種測試手段，確保傳感器的性能穩(wěn)定可靠。同時，根據(jù)具體應用場景和要求，可以選擇合適的測試方法和儀器，以達到準確評估壓力傳感器品質(zhì)的目的。

電流傳感器是一種用于檢測和測量電流值的設(shè)備，它在工業(yè)控制、汽車電子、電力系統(tǒng)、家用電器等領(lǐng)域有著廣泛的應用。電流傳感器的工作原理多種多樣，主要包括電磁感應原理、霍爾效應原理、互感器原理等。本文將詳細介紹這些原理及電流傳感器的特點。電磁感應原理電流傳感器電磁感應電流傳感器是基于法拉第電磁感應定律設(shè)計的。當穿過ADUM1300BRWZ傳感器線圈的電流發(fā)生變化時，會在線圈中產(chǎn)生一個與電流變化率成正比的電動勢。這種類型的傳感器能夠測量交流電流，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的特點。然而，它們通常受到外部磁場的干擾，需要采取一定的措施來減小這種影響。霍爾效應原理電流傳感器霍爾效應電流傳感器是基于霍爾效應原理工作的。當電流通過傳感器時，正交于電流方向的磁場會在霍爾元件上產(chǎn)生一個電壓，該電壓與穿過傳感器的電流成正比?；魻栃獋鞲衅骺梢杂脕頊y量直流、交流和脈沖電流，具有響應速度快、測量范圍寬等優(yōu)點。此外，由于霍爾元件是固態(tài)元件，這類傳感器具有較好的可靠性和耐用性。互感器原理電流傳感器互感器原理電流傳感器，包括電流互感器（CT）和電壓互感器（VT），是一種利用電磁感應原理進行電流測量的設(shè)備。電流互感器能夠?qū)⒏唠娏鬓D(zhuǎn)換為較低的電流值，方便測量和處理。這類傳感器主要應用于電力系統(tǒng)中，用于電能的測量和保護。它們具有準確度高、隔離性能好的特點，但體積較大，不適合于便攜式設(shè)備。特點總結(jié)電流傳感器具有多種不同的工作原理，每種原理都有其獨特的優(yōu)點和適用領(lǐng)域。一般來說，電流傳感器具有以下幾個共同特點：1、寬廣的測量范圍：從微安到數(shù)千安。2、多樣的測量類型：能夠測量直流、交流、脈沖電流。3、高度精確：現(xiàn)代電流傳感器能

壓力傳感器是一種用于測量物體或介質(zhì)中壓力的裝置。它利用了不同的物理原理，如電阻、電容、半導體等，將壓力轉(zhuǎn)化為可測量的電信號。下面我將對壓力傳感器的工作原理和應用進行詳細討論，并探討引起其易損壞的原因。1. 壓力傳感器的工作原理：壓力傳感器的工作原理基于壓力與其他物理量之間的關(guān)系。根據(jù)具體的類型，壓力傳感器可以采用不同的傳感機制，其中最常見的類型包括：dac0800lcm電阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器和半導體壓力傳感器。電阻式壓力傳感器：利用電阻材料受力發(fā)生形變，從而改變電阻值的原理。當受到外部壓力時，壓力傳感器內(nèi)部的彈性元件會發(fā)生形變，導致電阻值的變化。通過測量電阻值的變化，就可以確定所施加的壓力大小。電容式壓力傳感器：利用受到壓力時，電容器內(nèi)部的電介質(zhì)會發(fā)生形變，從而改變電容量的原理。當壓力傳感器受到外部壓力時，電容器的電介質(zhì)會發(fā)生形變，導致電容量的變化。通過測量電容量的變化，就可以確定所施加的壓力大小。半導體壓力傳感器：利用半導體材料的電阻特性受壓力改變的原理。當壓力傳感器受到外部壓力時，壓力傳感器上的半導體材料受力發(fā)生形變，從而改變其電阻值。通過測量電阻值的變化，就可以確定所施加的壓力大小。2. 壓力傳感器的應用：壓力傳感器在各行業(yè)和領(lǐng)域中有廣泛的應用，包括但不限于以下幾個方面：工業(yè)自動化：壓力傳感器常用于工業(yè)生產(chǎn)中的壓力檢測和控制，如液體或氣體的壓力監(jiān)測、液位測量等。汽車工業(yè)：壓力傳感器用于汽車發(fā)動機管理系統(tǒng)的壓力監(jiān)測，包括燃油壓力、進氣管壓力等。醫(yī)療設(shè)備：壓力傳感器在醫(yī)療設(shè)備中用于血壓監(jiān)測、呼吸機控制、注射器壓力監(jiān)測等。環(huán)境監(jiān)測：壓力傳感器被廣泛應用于氣象站、地下

LM321MFX傳感器是一種能夠?qū)⒏兄降男畔⑥D(zhuǎn)化為可量化信號的設(shè)備，廣泛應用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、智能家居等領(lǐng)域。本文將深入介紹傳感器的原理及應用。一、傳感器的原理傳感器的工作原理多種多樣，常見的原理有電阻、電容、電感、壓力、光電、聲音等。以下將介紹幾種常見的傳感器原理：1、電阻傳感器：根據(jù)電阻值的變化來感知信息。常見的溫度傳感器如熱敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻等都屬于電阻傳感器。2、電容傳感器：根據(jù)電容值的變化來感知信息。電容傳感器常用于接近開關(guān)、觸摸屏等應用中。3、壓力傳感器：根據(jù)壓力的大小來感知信息。壓力傳感器常用于汽車、空調(diào)等領(lǐng)域中，用于測量液體或氣體的壓力。4、光電傳感器：根據(jù)光的變化來感知信息。光電傳感器常用于自動化控制、安防監(jiān)控等領(lǐng)域中，用于檢測物體的存在、距離等。5、聲音傳感器：根據(jù)聲音的變化來感知信息。聲音傳感器常用于聲音識別、語音控制等應用中。二、傳感器的應用傳感器在各個領(lǐng)域都有廣泛的應用，以下介紹幾個典型的應用場景：1、工業(yè)控制：傳感器在工業(yè)自動化中起到了至關(guān)重要的作用，用于測量溫度、壓力、流量、濕度等參數(shù)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化控制。2、環(huán)境監(jiān)測：傳感器用于監(jiān)測環(huán)境中的溫度、濕度、光照強度、空氣質(zhì)量等參數(shù)，為環(huán)境保護和資源管理提供數(shù)據(jù)支持。3、醫(yī)療診斷：傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域中應用廣泛，如心率傳感器、血壓傳感器、血氧傳感器等，用于監(jiān)測患者的生理參數(shù)，實現(xiàn)疾病的早期診斷和監(jiān)測。4、智能家居：傳感器在智能家居中扮演著重要角色，如溫度傳感器用于自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，光照傳感器用于自動控制燈光亮度等。5、智能交通：傳感器在智能交通領(lǐng)域中起到了重要的作用，如車速傳感

在機器人比賽中，遠紅外火焰攝像機起著關(guān)鍵作用?；驹碓敿毥榻B:遠紅外火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測700nm到1000nm波長的紅外線，檢測角度為60°。遠紅外火焰攝像機將外界紅外線的高低變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器，由0~255范圍內(nèi)標準值的變化反映出來。火焰?zhèn)鞲衅?，即flametransducer火焰，由高溫固體顆粒組成，以各種點火反應物、中間體、高溫蒸汽、烴類化學品和無機化學品為行為主體?；鹧娴膫鳠岚x散變量光譜儀的蒸汽輻射源和連續(xù)光譜的固體輻射源。不同可燃物的火焰輻照度和光波長存在一定差異，但總體而言，與火焰溫度相匹配的1～2微米近紅外光譜儀光波長域輻照度較大。比如汽車汽油點燃時火焰輻照度的光波長。遠紅外火焰?zhèn)鞲衅?主要用途:遠紅外火焰?zhèn)鞲衅骺捎糜跈z測明火或其他波長為700納米至1000納米的光的熱原。在AT24C128BN-SH-T機器人比賽中，遠紅外火焰攝像機起著關(guān)鍵作用。它可以作為智能機器人的眼睛來尋找明火或足球隊。它可以用來制造消防機器人、足球機器人等?；驹碓敿毥榻B:遠紅外火焰?zhèn)鞲衅骺梢詸z測700nm到1000nm波長的紅外線，檢測角度為60°。當紅外線波長在880nm左右時，其靈敏度更大。遠紅外火焰攝像機將外界紅外線的高低變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器，由0~255范圍內(nèi)標準值的變化反映出來。外界紅外線越強，標準值越??；紅外線越弱，標準值越大。紫外線火焰?zhèn)鞲衅?紫外火焰?zhèn)鞲衅骺捎糜跈z測以下400納米技術(shù)的明火傳熱。基本原理詳細介紹:根據(jù)較低的紫外線，可以根據(jù)具體情況設(shè)定檢測角度，從中可以看出，吸收玻璃(彩色濾光片)可以檢測到光波長在400nm的技

日前，由理化所主持的國家自然科學基金項目“酶分子構(gòu)象影響傳感器信息傳遞原理研究”，通過評審組專家評審，并被確定為“特優(yōu)項目”。該研究從分子水平上探索了納米材料與生物分子的結(jié)合和相互作用，從而指導分子生物傳感器的組裝應用，涉及當今生物分子傳感技術(shù)研究的重大方向與前沿領(lǐng)域，它的突破將為研究組裝發(fā)展有實用意義的生物功能信息處理原型器件提供新的廣闊前景。

理化所主持的國家自然科學基金項目“酶分子構(gòu)象影響傳感器信息傳遞原理研究”，日前通過評審組專家評審，并被確定為“特優(yōu)項目”。該研究從分子水平上探索了納米材料與生物分子的結(jié)合和相互作用，從而指導分子生物傳感器的組裝應用，涉及當今生物分子傳感技術(shù)研究的重大方向與前沿領(lǐng)域，它的突破將為研究組裝發(fā)展有實用意義的生物功能信息處理原型器件提供新的廣闊前景。 在現(xiàn)代分析化學眾多新興測定技術(shù)中，酶生物傳感器以其高度專一選擇性，高靈敏度、操作方便、價格低廉、在生化樣品中分析檢測迅速，甚至能夠進行生物活體測定的獨到優(yōu)勢，在近年得到飛速發(fā)展，引起人們的普遍關(guān)注。由唐芳瓊研究員領(lǐng)導的研究組將金屬納米晶及其他材料的納米顆粒引入到酶分子生物傳感器的組裝研究中，根據(jù)分子設(shè)計原理，利用膜模擬技術(shù)，超分子技術(shù)，分子組裝、自組裝技術(shù)，實現(xiàn)納米顆粒與生物活性酶模分子的組裝,這些納米顆?？梢允姑競鞲衅鞯碾娏黜憫岣邇蓚€數(shù)量級。本項研究在生物酶分子與納米材料的結(jié)合作用機理研究方面取得較大突破，這些理論研究的深入進行,將進一步促進我國生物傳感器的超微型化、智能化、實用化發(fā)展，同時，獲得的研究成果還可以用于指導納米材料與生物分子的結(jié)合，從而推動納米材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應用發(fā)展。

壓力傳感器的重要傳感元件是法布利-比洛特(FP)型光學干涉儀。干涉儀的兩面鏡子分別是位于一端的薄膜內(nèi)表面和位于另一端的光纖尖端。所施加的壓力P 引起了薄膜的偏移，而此偏移又直接轉(zhuǎn)換成了FP 干涉儀空腔長度的變化。 為得到薄膜偏移和所施加的壓力間的線性關(guān)系，傳感器的形狀和材料都經(jīng)嚴格選擇。其系可表示為： Lcav(P) = L0 + (P-P0S)…………………………(1) 其中P是施加到薄膜外表面上的壓力(單位psi) P0是FP空腔內(nèi)的壓力(單位psi) Lcav是由信號解調(diào)器所測得的空腔長度(單位nm) L0是處于零點初始狀態(tài)的空腔長度(單位nm)，通常定義為P =P0 S 是傳感器的靈敏度(單位nm) 壓力傳感器有三種不同的類型：1)量規(guī)型；2）絕對型和3）差分型。在量規(guī)型傳感器的情況下，P0等于周圍壓力或大氣壓。量規(guī)型傳感器有a)一個通氣孔，它使空腔處于周圍壓力下或b)一個密封成大氣壓的空腔；在絕對型壓力傳感器的情形下，P0 = 0，工廠生產(chǎn)時其空腔在真空狀態(tài)下密封；而在差分型傳感器的情形下，P0等于任意的壓力。這種類型的傳感器有一個通氣孔接頭，用于維持空腔內(nèi)給定的壓力。 信號解調(diào)處理 原理 我們所有傳感器的信號解調(diào)器都是根據(jù)白光干涉技術(shù)制成的。信號解調(diào)器(FTI-100i, FTI-10，等)將來自傳感器的光信號轉(zhuǎn)換成絕對FP空腔長度。這個空腔長度之所以被稱為絕對是因為它確實對應著測量這個光信號時的FP干涉儀的物理空腔長度（相對于空腔長度的相對測量ΔL，其時被確定為任意的初始值）。這個差別是重要的，因為許多光纖傳感技術(shù)、尤其是那些基于單色光干涉術(shù)（與白光干涉術(shù)相

壓力傳感器原理 壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用 1、應變片壓力傳感器原理與應用力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機構(gòu)。金屬電阻應變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖1所示，是電阻應變片的結(jié)構(gòu)示意圖，它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設(shè)計者設(shè)計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅(qū)動電流太大，同時應變片的發(fā)

電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。 由此可見，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。下面就這三方面簡要論述。 一、電阻應變片 電阻應變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片。他的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。 設(shè)有一個金屬電阻絲，其長度為L，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當這根電阻絲未受外力作用時，它的電阻值為R： R=ρL/S（Ω）（2—1） 當他的兩端受F力作用時，將會伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實驗證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會有所改變，記作Δρ。 對式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有： ΔR=ΔρL/S+ΔLρ/S–ΔSρL/S2（2—2） 用式（2--1）去除式（2--2）得到 ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L–ΔS/S（2—3） 另外，我們知道導線的橫截面積S=πr2，則Δs=2πr*Δr，所以 ΔS/S=2Δr/r（2—4） 從材料力學我們知道 Δr/r=-μΔL/L（2—5） 其中，負號表示伸長時，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應泊松系數(shù)。把式（2—4）（

一、傾角傳感器原理 傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測量，從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器，下面就它們的工作原理進行介紹。 1、“固體擺”式慣性器件 固體擺在設(shè)計中廣泛采用力平衡式伺服系統(tǒng)，如圖1所示，其由擺錘、擺線、支架組成， 擺錘受重力G和擺拉力T的作用，其合外力F為： （1） 其中，θ為擺線與垂直方向的夾角。在小角度范圍內(nèi)測量時，可以認為F與θ成線性關(guān)系。如應變式傾角傳感器就是基于此原理。 2、“液體擺”式慣性器件 液體擺的結(jié)構(gòu)原理是在玻璃殼體內(nèi)裝有導電液，并有三根鉑電極和外部相連接，三根電極相互平行且間距相等，如圖2所示。當殼體水平時，電極插入導電液的深度相同。如果在兩根電極之間加上幅值相等的交流電壓時，電極之間會形成離子電流，兩根電極之間的液體相當于兩個電阻RI和RIII。若液體擺水平時，則RI＝RIII。當玻璃殼體傾斜時，電極間的導電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發(fā)生變化，但中間電極浸入深度基本保持不變。如圖3所示，左邊電極浸入深度小，則導電液減少，導電的離子數(shù)減少，電阻RI增大，相對極則導電液增加，導電的離子數(shù)增加，而使電阻RIII 減少，即RI＞RIII。反之，若傾斜方向相反，則RI＜RIII。 在液體擺的應用中也有根據(jù)液體位置變化引起應變片的變化，從而引起輸出電信號變化而感知傾角的變化。在實用中除此類型外，還有在電解質(zhì)溶液中留下一氣泡，當裝置傾斜時氣泡會運動使電容發(fā)生變化而感應出傾角的“液體擺”。 3 “氣體擺”式慣性器件 氣體在受熱時受到浮升力的作用，如同固體擺和液體擺也具有的敏感質(zhì)量一樣，熱氣流總是力

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著：（1)激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入)，(3) 信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出)，(4)信號處理電路五 工作過程 向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)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(wěn)壓電源產(chǎn)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(zhuǎn)換器的工作電源。當彈性軸受扭時，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強信號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)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(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。 本傳感器輸出的頻率信號在零點時為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15KHz