傳感器是一種電氣設備，主要功能是將物理量變?yōu)榈刃У碾娦盘?。大多?shù)電氣系統(tǒng)的輸入是電信號，但可以通過使用電技術將非電信號轉(zhuǎn)換為等效的電信號。

一般來說，傳感器主要包括兩個組件，即傳感元件和換能元件。熱電偶是傳感器的最佳應用示例，它產(chǎn)生的電壓相當于兩種不同金屬連接處的熱量。傳感器分為有源傳感器和無源傳感器兩大類。

什么是有源傳感器?

將非電量變?yōu)殡娏康膫鞲衅鞣Q為有源換能器。非電量的最佳例子是壓力、溫度和光照。因此，根據(jù)選擇的非電數(shù)量，有不同類型的有源換能器。

有源傳感器不需要額外的源。它的設計簡單，分辨率低。最好的例子是熱電偶、測速發(fā)電機、光伏電池等。

有源傳感器工作原理

有源換能器的最佳示例是壓電晶體，如下圖所示。這種晶體的主要特性是一旦施加外部的力就會產(chǎn)生o/p電壓。這種晶體的排列可以在兩個金屬電極之間完成，一旦外力施加到晶體上，就可以在晶體上感應出電壓，類似于轉(zhuǎn)換器的工作原理。

有源傳感器的類型

有源傳感器分為壓電式、光電和熱電三種類型。

壓電傳感器;它是一種有源換能器，其主要功能是產(chǎn)生電量，這個電量等于輸入的壓力。產(chǎn)生壓電效應的物質(zhì)有石英、羅謝爾鹽和電氣石三種。壓電效應可以通過這三種物質(zhì)表現(xiàn)出來。

光電傳感器;它是一種有源換能器，其主要功能是產(chǎn)生與光輸入的照度相等的電量。該換能器在兩種情況下工作，當光落在換能器上時，它會產(chǎn)生電子。類似地，該換能器由于電子向陽極的吸引力而產(chǎn)生電流。

熱電傳感器;它產(chǎn)生與輸入溫度相等的電量的傳感器。這些傳感器的最佳示例是熱敏電阻型和熱電偶型。其中，熱敏電阻的溫度系數(shù)是負的，因為一旦溫度升高，電阻就會降低，其好處是它可以產(chǎn)生穩(wěn)定且快速的響應;而熱電偶型傳感器為輸入端的等效溫度變化產(chǎn)生一個o/p電壓。一旦將不同的金屬線連接在一起以進行兩個連接，那么整個布置就可以稱為熱電偶。

有源傳感器的選擇注意事項

要選擇有源傳感器，必須考慮以下幾點因素：

輸出阻抗必須低，輸入阻抗必須高，這樣才能避免負載效應。

必須準確無誤。

應該能夠抵抗沖擊、壓力、振動等。

必須具有良好的分辨率。

必須在酸性環(huán)境中工作。

對于需要的信號，它必須是敏感的，它必須對不必要的信號不敏感。

尺寸應該很小

一個好的傳感器必須體積小、重量輕、靈敏度高、成本低。

關于傳感器的常見問題

1、傳感器的種類有哪些?

答：主要有兩種類型，即有源換能器和無源傳感器。

2、基于電現(xiàn)象的傳感器有哪些類型?

答：它們是電阻式、電容式、電感式、光電式和光伏式。

3、有源傳感器和無源傳感器的主要區(qū)別是什么?

答：有源傳感器在不使用外部電源的情況下產(chǎn)生輸出，而無源傳感器使用外部電源。

4、什么是無源傳感器?

答：使用外部電源將能量從非電能量轉(zhuǎn)換為電能量的換能器稱為無源傳感器。

5、RTD是有源設備還是無源設備?

答：RTD是一種無源器件。

6、哪種設備被稱為自發(fā)電換能器?

答：有源傳感器被稱為自發(fā)電傳感器，因為它們會產(chǎn)生自身的電流或電壓。

總結

以上就是關于有源傳感器的概念和基礎知識內(nèi)容介紹。目前有源傳感器在控制工程、儀器儀表領域等不同領域發(fā)揮著關鍵作用，其主要功能是將能量從非電能轉(zhuǎn)換為電能。