SICK施克傳感器工作原理簡(jiǎn)介及檢測(cè)方法
SICK施克傳感器工作原理簡(jiǎn)介及檢測(cè)方法
SICK施克傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈,得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)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(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào),再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào),通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈,再經(jīng)過(guò)外殼上的信號(hào)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(hào),該信號(hào)為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)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(qiáng)的抗干擾能力。
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門交叉學(xué)科,是發(fā)展生物技術(shù)*的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法,也是物質(zhì)分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。
待測(cè)物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散作用進(jìn)入生物活性材料,經(jīng)分子識(shí)別,發(fā)生生物學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生的信息繼而被相應(yīng)的物理或化學(xué)換能器轉(zhuǎn)變成可定量和可處理的電信號(hào),再經(jīng)二次儀表放大并輸出,便可知道待測(cè)物濃度。
其感受器中所采用的生命物質(zhì)分類,可分為:微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅鳌NA傳感器等等
SICK施克傳感器器件檢測(cè)的原理分類 ,可分為:熱敏生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。
按照生物敏感物質(zhì)相互作用的類型分類,可分為親和型和代謝型兩種。
UVA-1210是一個(gè)近紫外波光電傳感器,可見(jiàn)光范圍不響應(yīng),輸出電流與紫外指數(shù)呈線性關(guān)系。適用于手機(jī)、PDA、MP4等便攜式移動(dòng)產(chǎn)品測(cè)量紫外指數(shù),隨時(shí)提醒人們(特別是女士)紫外線的強(qiáng)度并注意防曬,也適用于紫外波段的檢測(cè)器、紫外線指數(shù)檢測(cè)器。
測(cè)量紫外指數(shù):手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP4、PDA、GPS等攜式移動(dòng)產(chǎn)品;
用于紫外檢測(cè)器:全部紫外線波段的檢測(cè)器、單UV-A波段檢測(cè)器、紫外線指數(shù)檢測(cè)器、紫外線殺菌燈輻照檢測(cè)器。
以下步驟:
1)以注塑方法,成型傳感器本體;
2)將帶有感應(yīng)頭的電路板安裝在傳感器本體上,并通過(guò)焊錫進(jìn)行焊接;
3)蓋上保護(hù)罩,通過(guò)卡扣及加密封膠工藝將感應(yīng)頭固定安裝在傳感器本體上。應(yīng)用本制造工藝,由于注塑過(guò)程和電路板安裝過(guò)程是分開(kāi)進(jìn)行的,因而避免了現(xiàn)有技術(shù)中,在注塑過(guò)程中因溫度高而損壞電路器件的現(xiàn)象。
由于材料科學(xué)的發(fā)展,一系列無(wú)機(jī)非金屬材料被用來(lái)制造傳感器,因?yàn)樗鼈兊囊恍┬再|(zhì),例如耐高溫性、抗腐蝕能力、耐磨損等,對(duì)傳感器具有實(shí)用價(jià)值。
陶瓷傳感器
SICK施克傳感器選用陶瓷材料是因?yàn)樘沾刹牧暇哂邢率鲂再|(zhì):
相對(duì)而言,通過(guò)控制它的成分和燒結(jié)條件等手段,陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)比較容易調(diào)節(jié)。微觀結(jié)構(gòu)對(duì)陶瓷的所有特性都有重大影響,包括它們的電學(xué)、磁性、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能。
由于陶瓷材料的耐高溫和抗惡劣環(huán)境影響能力很強(qiáng),所以常常將它們用于高溫環(huán)境下的處理過(guò)程。
陶瓷主要是由價(jià)格便宜的材料制備而成的,這就是說(shuō)用它生產(chǎn)的傳感器價(jià)格也將比較低廉。
陶瓷的結(jié)構(gòu)特性是和下列因素密切相關(guān)的:晶粒(塊體),分隔相鄰晶粒的表面(晶粒間界),分隔晶粒表面和空間的界面,以及結(jié)構(gòu)中的孔隙。由于這些各不相同的特性,既可利用陶瓷塊體,也可利用陶瓷表面的性質(zhì)來(lái)制造傳感器。
有時(shí),無(wú)法嚴(yán)格地將某些陶瓷材料歸入任何上述類型,因?yàn)閭鞲衅鞯墓ぷ魇腔诓恢挂环N的、而是多種特性的綜合效應(yīng)。示出了按照所利用的材料屬性進(jìn)行的陶瓷傳感器分類。一類是在其工作過(guò)程中利用陶瓷塊體性質(zhì)的陶瓷傳感器,這類傳感器具有材料物理性質(zhì)的特征——介質(zhì),壓電體,磁性或半導(dǎo)體。在這些傳感器中已經(jīng)達(dá)到的材料特性水準(zhǔn)已接近單晶材料所具有的特性水準(zhǔn)。
2008年傳感器市場(chǎng)容量為506億美元,預(yù)計(jì)2010年傳感器市場(chǎng)可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示,東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)zui快的地區(qū),而美國(guó)、德國(guó)、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布zui大的地區(qū)。就世界范圍而言,傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)zui快的依舊是汽車市場(chǎng),占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng),看好通訊市場(chǎng)前景。
SICK傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模zui大,分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無(wú)線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)25%。
SICK施克傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí),靈敏度可理解為放大倍數(shù)。
提高靈敏度,可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。
SICK施克傳感器的分辨力
SICK施克傳感器可能感受到的被測(cè)量的zui小變化的能力。也就是說(shuō),如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過(guò)某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來(lái)的。只有當(dāng)輸入量的變化超過(guò)分辨力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。
通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨力并不相同,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的zui大變化值作為衡量分辨力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示,則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。
SICK施克傳感器是將被測(cè)量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。
SICK施克傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力--電轉(zhuǎn)換裝置,是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。
能夠?qū)崿F(xiàn)力--電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種,常見(jiàn)的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平,電容式用于部分電子吊秤,而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確度高,適用面廣,且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用。