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德國(guó)SICK傳感器的原理及應(yīng)用資料分為哪些

更新時(shí)間： 2018-12-25　　點(diǎn)擊次數(shù)： 1689次

    德國(guó)SICK傳感器的原理及應(yīng)用資料分為哪些
    導(dǎo)體在承受外部拉力或壓力時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械變形，機(jī)械變形會(huì)引起導(dǎo)體阻值的變化，當(dāng)導(dǎo)體材料產(chǎn)生因變形而變化的導(dǎo)體阻值時(shí)，稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片是一種敏感裝置，用于將所測(cè)件的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這是壓力傳感器的主要部件之一。電阻應(yīng)變片常用的應(yīng)用是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片.。金屬應(yīng)變片的基本原理是電阻應(yīng)變效應(yīng)，即當(dāng)導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，導(dǎo)體的強(qiáng)度值會(huì)發(fā)生變化.。金屬電阻應(yīng)變片有兩種類型:絲變換器和金屬箔變換器。
    德國(guó)SICK傳感器一般而言，反應(yīng)板是在機(jī)械變形的基礎(chǔ)上通過(guò)特殊粘接和緊密粘接而粘上的. 當(dāng)陣列強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也會(huì)一起產(chǎn)生變形，因此應(yīng)變片的阻值會(huì)發(fā)生變化，從而增加到電阻的電壓也會(huì)發(fā)生變化。
    這些應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的電阻變化通常很小，通常形成變形的電橋，由后面儀表放大器放大，然后傳遞到處理電路顯示(通常是a / d轉(zhuǎn)換和處理器）或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。   金屬電阻板由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。根據(jù)不同的使用方式，電阻應(yīng)變片的阻值可以設(shè)計(jì)不同阻值，但電阻取值范圍必須注意:電阻值太小，輸入電流小所需驅(qū)動(dòng)電流太大，同時(shí)溫度變化面的熱量太高，用于不同的環(huán)境，變化面的阻力值過(guò)大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，零調(diào)節(jié)電路過(guò)于復(fù)雜。而且阻力太大，阻抗太高，抵御外部電磁干擾的能力薄弱.。
    德國(guó)SICK傳感器一般電阻應(yīng)變片的阻值約為幾十歐至幾十千歐左右.。金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是，吸附在基本材料上的應(yīng)變電阻隨機(jī)械變形(通常稱為電阻應(yīng)變效應(yīng))而變化的阻值。金屬導(dǎo)體的電阻值可以表示為:R=ρ*L/SP-金屬導(dǎo)體電阻率（Ωcm2/m） s-導(dǎo)體截面(cm2) l-導(dǎo)線長(zhǎng)度當(dāng)外力作用時(shí)，導(dǎo)體的電阻率ρ、長(zhǎng)度l和截面區(qū)域s會(huì)發(fā)生變更，從而導(dǎo)致電阻值R的變化. 通過(guò)檢測(cè)電阻值的變化，可以檢測(cè)外力的大小以金屬絲應(yīng)變電阻為例. 當(dāng)金屬絲承受外力時(shí)，其長(zhǎng)度和截面會(huì)發(fā)生變化. 很容易看出它的電阻值變化. 如果金屬線材受外力拉伸，其長(zhǎng)度會(huì)增加，且截面會(huì)減小，則阻值會(huì)增加。當(dāng)線材被外力壓縮時(shí)，長(zhǎng)度會(huì)減小，截面增大，阻值也會(huì)減小。只要測(cè)量增加到阻值的變化(通常是在電阻兩端測(cè)量的應(yīng)力)，就可以得到變形金屬絲的變形情況。
    由于應(yīng)力與變形成比例，因此變形與電阻變化率成比例，即應(yīng)力與電阻變化成比例。彈性原點(diǎn)可將物理量(例如位移、壓力和振動(dòng))轉(zhuǎn)換為可變的應(yīng)力和測(cè)量。
    2.德國(guó)SICK傳感器的原理與應(yīng)用耐腐蝕陶瓷壓力傳感器不由輸液體傳遞，壓力直接作用于陶瓷膜之前的表面，使陶瓷膜產(chǎn)生輕微變形，厚膜電阻印在陶瓷膜背面，并連接到電橋(封閉橋梁)，原因是受壓力的影響. 標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0/3.0/3.3 mV/V等，德國(guó)SICK傳感器兼容。通過(guò)激光校準(zhǔn)，傳感器具有較高的溫度和時(shí)間穩(wěn)定性，其自身的溫度補(bǔ)償為0~70℃，能夠直接接觸絕大多數(shù)介質(zhì)。陶瓷是*的耐腐蝕、耐磨性、抗沖擊性和抗振動(dòng)性材料。
    德國(guó)SICK傳感器的熱穩(wěn)定性特性和厚膜電阻可使其工作溫度達(dá)到-40~135℃，并且測(cè)量精度高且穩(wěn)定性高。電絕緣度大于2kv，輸出信號(hào)強(qiáng)，*穩(wěn)定良好。高低成本陶瓷傳感器將是壓力傳感器發(fā)展的方向，歐美有一種*取代其他類型傳感器的趨勢(shì)，越來(lái)越多的用戶使用陶瓷傳感器取代硅擴(kuò)散壓力傳感器。3.硅電阻壓力傳感器的原理與應(yīng)用壓阻式壓力傳感器的測(cè)量原理與金屬膜傳感器相同，只是有不同的材料和不同制造工藝。例如，硅擴(kuò)散壓力傳感器由硅玻璃和硅膜組成，采用集成電路方法，建立四個(gè)相同的電阻，分布在硅膜上，形成變形電橋。膜片兩邊有兩個(gè)壓力室，低壓室與大氣相連接，高壓室與檢測(cè)到的系統(tǒng)相連接。
    當(dāng)兩邊有壓力差時(shí)膜上有作用壓力，實(shí)測(cè)介質(zhì)壓力直接作用于傳感器膜(不銹鋼或陶瓷)，膜上點(diǎn)的壓力分布與金屬膜傳感器相同，因此膜產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，傳感器電阻值變化，且檢測(cè)到變化。壓阻式傳感器的靈敏度是金屬變形板的50至100倍，有時(shí)可以直接測(cè)量而無(wú)需放大。壓阻式傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括頻率響應(yīng)快、體積小、能耗低、靈敏度高、精度高和缺少活動(dòng)部件。
    德國(guó)SICK傳感器的缺點(diǎn)主要是溫度特性差和工藝復(fù)雜.。由于半導(dǎo)體元件對(duì)溫度變化的敏感性，半導(dǎo)體變換傳感器的應(yīng)用受到很大限制。
    根據(jù)檢測(cè)需要選擇或設(shè)計(jì)脈沖發(fā)生器。基于霍爾組件的脈沖制作的簡(jiǎn)單快捷成本低。而機(jī)車系統(tǒng)的電氣環(huán)境更加惡劣，因此產(chǎn)品必須具有更高的抗干擾力。　     霍爾傳感器原理：1. 位于半導(dǎo)體片上，其長(zhǎng)度為l，寬度為b，厚度為d，插入磁性強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)時(shí)，如果電流由兩側(cè)控制通入電流I，并且該磁場(chǎng)的方向與當(dāng)前方向正交，則會(huì)在半導(dǎo)體的另一側(cè)生成控制電流的大小和強(qiáng)度乘以磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積與電磁勢(shì)UH成正比，即UH=KHIB。它KH是霍爾元件靈敏度。2 .集成電路中的信號(hào)會(huì)根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化來(lái)放大霍爾組件的幅值，然后通過(guò)信號(hào)變換器、驅(qū)動(dòng)器、放大輸出和頻率變化信號(hào)進(jìn)行傳遞。
    工作設(shè)置1. 使用霍爾元件能輕松檢測(cè)磁場(chǎng)，將霍爾元件放置在檢測(cè)器件中制作成各種形狀的探頭，因?yàn)榛魻栐䞍H對(duì)垂直子器件表面的磁場(chǎng)敏感度感，所以電磁力必須垂直于元件表面，而輸出電壓可在開啟電源后檢測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如果不垂直，需求出垂直分量來(lái)計(jì)算被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。此外，由于霍爾元件非常小，可進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)、電場(chǎng)分布狀態(tài)和并對(duì)狹小空間內(nèi)的磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。2.工作磁體設(shè)置使用磁場(chǎng)作為感官對(duì)象的移動(dòng)和位置信息的載體，通常會(huì)使用由一個(gè)帶有磁鋼生成的工作磁場(chǎng)。在遮斷方式中，使用軟磁作為運(yùn)動(dòng)的工作部分(如鐵翼)來(lái)調(diào)整工作場(chǎng)所，此方法非常，冀片的位置重復(fù)精度多可以在125c處重復(fù)50μs。當(dāng)兩個(gè)齒之間的間隙與霍爾元件對(duì)齊時(shí)，磁場(chǎng)相對(duì)較弱。當(dāng)齒與霍爾元件對(duì)齊時(shí)，磁場(chǎng)的強(qiáng)度相對(duì)較大。旋轉(zhuǎn)齒輪時(shí)，通過(guò)霍爾元件的電磁線密度會(huì)發(fā)生變更，霍爾元件會(huì)產(chǎn)生mV的準(zhǔn)方波電壓。此信號(hào)還必須從電子電路轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓，當(dāng)磁場(chǎng)的s接近霍爾電路外殼標(biāo)記的一側(cè)時(shí)，它是在霍爾電路上正向運(yùn)作。您也可以將工作磁鐵固定在霍爾元件(未放置標(biāo)記一側(cè))上，以便在檢查過(guò)的磁鐵物件(例如鋼齒輪)附近檢查它們，以檢測(cè)特定物件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(例如齒輪、凸緣、缺口等)。
    旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量原理根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)臺(tái)的邊緣固定磁鋼，轉(zhuǎn)臺(tái)伴隨主軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)臺(tái)下安裝霍爾元件，轉(zhuǎn)臺(tái)受伴隨主軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響。霍爾元件是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的薄板，在與平面垂直的方向上施加外部磁場(chǎng)b，在沿著平面的方向的兩端施加外部電場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中移動(dòng)，結(jié)果在元件的兩個(gè)側(cè)面間產(chǎn)生霍爾電位。
    德國(guó)SICK傳感器其大小與外部磁場(chǎng)及電流大小成正比。霍爾傳感器從體積小、無(wú)觸點(diǎn)、動(dòng)態(tài)特性好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)出發(fā)，廣泛應(yīng)用于測(cè)定旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)速度的域。
    德國(guó)SICK傳感器的定磁場(chǎng)中時(shí)，其上的2個(gè)霍爾傳感器產(chǎn)生相同的輸出信號(hào)。與磁場(chǎng)的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，其差始終為零。但是，由于一個(gè)單元與磁場(chǎng)集中的輪齒相對(duì)，另外一個(gè)單元與一個(gè)齒隙相對(duì)，所以在兩個(gè)霍爾單元間存在磁場(chǎng)梯度時(shí)產(chǎn)生差分信號(hào)，在芯片上放大。實(shí)際上，這個(gè)差是表現(xiàn)可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的集成控制電路進(jìn)行修正的小的偏移量的差。根據(jù)這樣的動(dòng)態(tài)差原理，在傳感器面和齒輪之間存在大的空隙的條件下維持高靈敏度。

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