常用傳感器原理及應(yīng)用
一、應(yīng)變式傳感器
1、應(yīng)變效應(yīng)
金屬導(dǎo)體的電阻值隨著它受力所產(chǎn)生機(jī)械變形拉伸或壓縮的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象稱之為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。對(duì)于半導(dǎo)體材料同樣存在著電阻應(yīng)變效應(yīng)。
金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻之所以會(huì)隨著其變形而發(fā)生變化是因?yàn)閷?dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻是與材料的電阻率以及它的幾何尺寸長(zhǎng)度和截面積有關(guān)。在導(dǎo)體或半導(dǎo)體承受機(jī)械變形過(guò)程中這三者都要發(fā)生變化因而引起導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻發(fā)生變化。
2、應(yīng)用
2.1、應(yīng)變式測(cè)力傳感器（荷重、稱重傳感器）
2.2、應(yīng)變式壓力傳感器（濺射薄膜、擴(kuò)散硅壓阻傳感器）
二、差動(dòng)變壓器式傳感器
1、傳感器的原理
差動(dòng)變壓器式傳感器簡(jiǎn)稱差動(dòng)變壓器，它實(shí)質(zhì)上是一種變壓器。主要由原邊繞組、副邊繞組和鐵心組成。它往往做成差動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，副邊兩個(gè)繞組進(jìn)行差接，它能將被測(cè)位移轉(zhuǎn)換為互感系數(shù)的變化。在其原邊繞組施加電壓后由于互感系數(shù)變化副邊差接繞組的感應(yīng)電勢(shì)將相應(yīng)地發(fā)生變化。
2、應(yīng)用
位移傳感器（LVDT）
三、電容式傳感器
1、工作原理
電容式傳感器是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器，它實(shí)質(zhì)上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。
被測(cè)參數(shù)使得S、d或ε發(fā)生變化時(shí)，電容量C隨之變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變另一參數(shù)就可將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容式傳感器可分為三種類(lèi)型：改變極板間距離 d 的變間隙式、改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)介電常數(shù)ε的變介電常數(shù)式Sr。
2、應(yīng)用
2.1、壓力傳感器
2.2、露點(diǎn)傳感器
2.3、相對(duì)濕度傳感器
2.4、角位移傳感器
四、壓電式傳感器
壓電式傳感器是一種有源傳感器。它具有頻響寬、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)，適合于壓力振動(dòng)加速度等動(dòng)態(tài)測(cè)量。
1.壓電效應(yīng)
壓電式傳感器的工作原理是以某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)為基礎(chǔ)。某些電介質(zhì)物體在沿一定方向受到壓力或拉力作用而發(fā)生變形并且在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷，若將外力去掉時(shí)它們又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱為壓電效應(yīng)。具有這種壓電效應(yīng)的物體稱為壓電材料或壓元件。
2、壓電材料
2.1、壓電晶體、石英、水溶性壓電晶體、壓電陶瓷
3、壓電式傳感器
壓電式傳感器的基本原理就是利用壓電材料的壓電效應(yīng)。這個(gè)特性即當(dāng)有一力作用在壓電材料上時(shí)傳感器就有電荷或電壓輸出。由于外力作用而在壓電材料上產(chǎn)生的電荷，只有在無(wú)泄漏的情況下才能保存，即需要測(cè)量回路具有無(wú)限大的輸入阻抗，這實(shí)際上是不可能的，因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量。壓電材料在交變力的作用下，電荷可以不斷補(bǔ)充供給測(cè)量回路，以一定的電流故適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。所以壓電式傳感器主要使用于動(dòng)態(tài)作用力壓力和加速度的測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)為：尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。它主要的用途是用于加速度的測(cè)量。