传感器文档格式.docx
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如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；
或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。
如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。
否则，它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。
例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。
当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度，可得到较高的测量精度。
但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。
传感器的分辨力
分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。
也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。
当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。
只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。
通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。
上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。
电阻式传感器
电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。
主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。
电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。
半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。
压阻式传感器
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。
其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。
当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
热电阻传感器
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。
在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。
目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。
用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。
传感器的迟滞特性
迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·
S的百分比表示，迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。
传感器的选用
传感器千差万别，即便对于相同种类的测定量也可采用不同工作原理的传感器，因此，要根据需要选用最适宜的传感器。
（1）测量条件
如果误选传感器，就会降低系统的可靠性。
为此，要从系统总体考虑，明确使用的目的以及采用传感器的必要性，绝对不要采用不适宜的传感器与不必要的传感器。
测量条件列举如下，即测量目的，测量量的选定，测量的范围，输入信号的带宽，要求的精度，测量所需要的时间，过输入发生的频繁程度。
（2）传感器的性能
选用传感器时，要考虑传感器的下述性能，即精度，稳定性，响应速度，模拟信号或者数字信号，输出量及其电平，被测对象特性的影响，校准周期，过输人保护。
（3）传感器的使用条件
传感器的使用条件即为设置的场所，环境（湿度、温度、振动等），测量的时间，与显示器之间的信号传输距离，与外设的连接方式，供电电源容量。
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类,按探测机理可分成为光子探测器和热探测器.红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用
红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：
（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；
（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；
（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；
（4）红外测距和通信系统；
（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
红外传感器根据探测机理可分成为：
光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。
待侧目标
根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
（2）大气衰减
待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
（3）光学接收器
它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。
相当于雷达天线，常用是物镜。
（4）辐射调制器。
对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。
又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。
（5）红外探测器
这是红外系统的核心。
它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。
此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
（6）探测器制冷器
由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。
经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。
（7）信号处理系统。
将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。
然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。
（8）显示设备。
这是红外设备的终端设备。
常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。
红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。
下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。
热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。
检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。
多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。
当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。
图上所示为欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器，这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。
图中的红灯和绿灯表示传感器的状态。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
光电传感器
光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；
也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
[编辑本段]
原理
由光通量对光电元件的作用原理[1]不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件（光学测控系统）输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲（开关）式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量（检测目标物体）方法可分为透射（吸收）式,漫反射式,遮光式（光束阻档）三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;
所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;
所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.
光敏二极管是最常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（＜&
micro;
A），称为光敏二极管的暗电流；
当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。
光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。
为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。
工作时集电结反偏，发射结正偏。
在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；
当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
标准光电传感器
1）漫反射型：
一般型或能量型（-8），聚焦式（-8-H），带背景抑制功能型（-8-H），带背景分析功能型（-8-HW）
2）反射板型：
一般型（-6），带偏振滤波功能型（-54,-55），带透明体检测功能型（-54-G），带前景抑制功能型（-54-V）
3）对射型
4）槽型
5）光纤传感器：
塑料光纤型，玻璃光纤型
6）色标传感器，颜色传感器，荧光传感器
7）光通讯
8）激光测距：
三角反射原理型，相位差原理型，时间差原理型
9）光栅
10）防爆/隔爆型
2.安全光电传感器
1）安全对射光电
2）安全光栅
3）安全光幕
4）安全控制器
3.门控光电传感器
1）雷达传感器：
区域检测型
2）主动式传感器：
单光束型，多光束型，区域检测型
3）被动式传感器：
4）电梯光幕
5）通用光电：
槽形，对射型等
光电传感器特长
①检测距离长
如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无法离检测。
②对检测物体的限制少
由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。
③响应时间短
光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。
④分辨率高
能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。
也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。
⑤可实现非接触的检测
可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。
因此，传感器能长期使用。
⑥可实现颜色判别
通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。
利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。
⑦便于调整
在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。
金属传感器
这种新型传感器的技术与电感式接近开关相同，基于涡流原理：
当一个电导体在一个变化的磁场内，或者这种类型导体在磁场中移动，这个导体将会感应出电压，从而产生涡流。
它会相对产生一个磁场反作用于原磁场。
它的体现是线圈的阻抗，并且可以通过传感器输出电压的变化测量出来。
涡流传感器会检测出不同的感应，比如被测材料的电导率或导磁率。
因此，电感式接近开关的灵敏度依赖于被检测的材料。
这意味着测量结果结合称为材料因数（factor）的参数被调整为修正因数。
37号钢具有最大的开关距离，同时其它金属的开关距离会相应减小。
修正因数指最大开关距离对于感应其它金属衰减的距离的分数。
典型的修正因数值：
黄铜0.35～0.5，铜0.25～0.45，铝0.35～0.5，不锈钢0.6～1。
可以识别和检测各种物体的颜色包括发光体及非发光体（如:
LED,各种产品或被检测物体的外表色等）
·
对于LED发光体,可以实现颜色识别,极性判别,亮度检测，电流及电压检测,以及不合格产品的清分等,对于其他物体,可以通过对其表体颜色的判别来区分或检测相关品质
具有手动操作和自动操作切换功能
手动操作时，可以学习一种颜色并且识别此种发光颜色
自动操作时，可以学习两种或以上颜色并且自动识别所学两种颜色
手动或自动操作时，所学习的颜色信息会一直保留到设备系统中，设备断电不会丢失信息，直到需要重新学习其他颜色才会被新的信息所替代
单次识别颜色所需要的时间<
=100ms
与各种工业控制机器都可以连接（例如PLC，MCU等）
对于不同的物体颜色检测要求,可以灵活的配合您完成特定的功能需求,并配合制定最适合您需求的相应解决方案
广泛应用于各种工业检测和自动控制领域,包括发光体颜色检测（如：
LED发光颜色特别适合需判别发光颜色，亮度，极性，电流，电压等的检测与控制）,及各种物体表面颜色识别（如：
产品包装色标检测，产品外表特征颜色的检测，液体溶液颜色变化过程的检测与控制，等等）
电容式传感器
用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。
通常非电学量变换成电学量的元件称为变换器；
根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。
概述
从能量转换的角度而言，电容变换器为无源变换器，需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。
力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；
这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。
另外，在有些条件下，这些力学量变化相当缓慢，而且变化范围极小，如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率，其他传感器很难做到实现高分辨率要求，在精密测量中所普遍使用的差动变压器传感器的分辨率仅达到1～5μm数量级；
而有一种电容测微仪，他的分辨率为0.01μm，比前者提高了两个数量级，最大量程为100±
5μm，因此他在精密小位移测量中受到青睐。
优点
对于上述这些力学量，尤其是缓慢变化或微小量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜，主要是这类传感器具有以下突出优点：
（1）测量范围大
其相对变化率可超过100%；
（2）灵敏度高
如用比率变压器电桥测量，相对变化量可达10-7数量级；
（3）动态响应快
因其可动质量小，固有频率高，高频特性既适宜动态测量，也可静态测量；
（4）稳定性好
由于电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等；
因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。
油液的污染形式通常是金属磨粒、氧化物、油泥、结碳、水分、沉淀物、燃油以及氢、氯、热、电、空气等造成的污染。
油液污染后其物理或化学性能都会生变化，根据介电常数的变化，便可综合测定在用油的总体污染程度和质量。
FW-C1型电容式润滑油实时在线监测传感器
本传感器采用电容式测量方法，可以在线准确测定润滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它机械化学杂质污染度，从而精确测定润滑油质量，判定是否需要更换润滑油，即可节约油料，又能预测设备故障，是设备润滑油管理中改变传统的按期换油，实现按质换油的关键部件。
本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，是理想的在线润滑油检测传感器，可普遍应用于各类大型动力机械，轴承，齿轮箱，泵机和汽轮机的润滑油检测质量实时检测中。
该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，实现数据存储，积算、传输和控制功能。
FWS-CⅡ型在线电容式水分检测传感器
本传感器采用电容式测量方法，在线检测各种工作机械的液压、润滑系统介质的含水率，特别是外部水容易渗入机械内部的轧钢机、造纸机、汽轮机、船舶机械。
监视循环油系统是否存在泄漏，如水冷却器等。
监视工作机械的密封元件是否损坏，引起外部水渗入。
监视环境空气湿度对润滑液压系统油品品质和含水率的影响。
，从而精确测定润滑油质量，预测设备故障，是设备润滑油管理中的关键部件。
本传感器采用螺纹连接，体积小，重量轻，结构可靠，测量精度高，工作稳定，具有较强的抗电磁干扰性能。
封闭型不锈钢制外壳具有很好的防水防尘性能。
可直接安装于工厂现场液压润滑管道上。
是理想的在线水分检测传感器。
该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连，在线、连续、实时的检测各种低水分油品的含水率。
直接显示，远程控制和报警。
实现数据存储，积算、传输和控制功能。
普遍应用于大中型机械联动机组的液压、润滑循环系统例如：
高线轧机和板带轧机润滑油系统、板带轧机和棒线轧机液压传动系统、汽轮发电机组润滑系统、造纸机组润滑系统、船舶机械润滑系统、燃料油库。
粘度计，污染度，湿度计电容式传感器
电感式传感器
电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。
振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。
振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。
电容式接近传感器由高频振荡器和放大器等组成，由传感器的检测面与大地间构成一个电容器，参与振荡回路工作，起始处于停振状态。
当物体接近传感器检测面对，回路的电容量发生变化，使高频振荡器振荡。
振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器换成二进制的开关信号。
NAMUR传感器是一种内部不含放大器的电感式传感器，通常与相应的放大器连结，当金属物体靠近检测面时，能改变其工作电流，经放大控制负载工作。
广泛应用于要求防爆等危险场所。
简称“安全开关”。
模拟传感器（简称线性开关），当金属物体接近其检测面时，随着距离的变化，其输出一个与距离成线性关系变化的电信号，从而达到监控的目的。
霍尔传感器是一种内含霍尔集成电路和接近传感器，霍尔效应将磁信号的有或无转换成开关量，广泛应用于信号检测、自动控制、安全保护等。
舌簧传感器由舌簧管和放大器组成，当外磁场靠近传感器迫使簧片磁化而动作，再经放大电路放大，增大开关容量，以实现对外接电路的通断控制。
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