IFM導(dǎo)電率感應(yīng)器解決方案：

導(dǎo)電率傳感器工作原理

傳感器通過(guò)電極之間的電流來(lái)測(cè)量溶液導(dǎo)電的能力。在溶液中，電流通過(guò)離子來(lái)傳輸。所以，溶液離子濃度越高導(dǎo)電能力就越強(qiáng)。

傳感器實(shí)際上是在測(cè)量導(dǎo)電系數(shù)，其定義為：電阻的倒數(shù)。電阻單位為歐姆，導(dǎo)電系數(shù)SI單位就為siemens。由于siemens是非常大的單位，所以水樣本一般用µS為單位。傳感器測(cè)量的是導(dǎo)電系數(shù)，但我們通常對(duì)溶液的導(dǎo)電率更感興趣。導(dǎo)電率C可用以下公式獲得：

C = G • kc

這里G是導(dǎo)電系數(shù)，kc是測(cè)試瓶常數(shù)。kc 為：

kc = d / A

這里d是電極之間的距離，A是電極的表面積。

如右圖：kc = d / A = 1.0 公分 / 1.0 公分2=1.0 公分-1。導(dǎo)電率就是導(dǎo)電系數(shù)與kc的乘積。因?yàn)榇藗鞲衅鞯膋c為1.0公分-1，所以導(dǎo)電率與導(dǎo)電系數(shù)在數(shù)值上是相同的。溶液的導(dǎo)電系數(shù)為1000 µS的話，則導(dǎo)電率C：

C = G • kc = (1000 µS) X (1.0公分-1) = 1000 µS/公分

傳感器的兩個(gè)電極之間加上電勢(shì)差，所得的電流與溶液的導(dǎo)電率乘正比。這個(gè)電流轉(zhuǎn)換為電壓，由Vernier的界面或CBL系統(tǒng)讀出。

此外，附加交流電流，為阻止離子*地移向兩極。如右圖：在交流電的每個(gè)周期中，隨著電極極性的轉(zhuǎn)換，離子流動(dòng)方向也發(fā)生改變。這對(duì)防止電極發(fā)生電解和極化現(xiàn)象非常重要。所以測(cè)量到的溶液的導(dǎo)電率也是非常有規(guī)則的。隨著電極表面的氧化，測(cè)量到的數(shù)值會(huì)逐漸減小。用戶一般可以測(cè)量樣本中的離子濃度。如下圖：溶液的導(dǎo)電率和濃度之間存在直接的關(guān)系。當(dāng)離子濃度非常高時(shí)，此關(guān)系不再存在。

傳感器是接收信號(hào)或刺激并反應(yīng)的器件，能將待測(cè)物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成另一對(duì)應(yīng)輸出的裝置。用于自動(dòng)化控制、安防設(shè)備等。在刺激主理學(xué)中，為獲得電刺激，這段時(shí)間多使用電子學(xué)的刺激裝置。

而很早以來(lái)所用的一種裝置，是感應(yīng)線圈的一種，但這里已不大使用，大多為真空管和半導(dǎo)體的刺激裝置所代替。

無(wú)損失測(cè)量值信號(hào)傳輸

傳感器是接收信號(hào)或刺激并反應(yīng)的器件，能將待測(cè)物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成另一對(duì)應(yīng)輸出的裝置。用于自動(dòng)化控制、安防設(shè)備等。在刺激主理學(xué)中，為獲得電刺激，這段時(shí)間多使用電子學(xué)的刺激裝置。

而很早以來(lái)所用的一種裝置，是感應(yīng)線圈的一種，但這里已不大使用，大多為真空管和半導(dǎo)體的刺激裝置所代替。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:"能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝

24GHZ微波雷達(dá)傳感器

置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成"。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

"傳感器"在新韋式大詞典中定義為: "從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件"。

根據(jù)這個(gè)定義，傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用"換能器-Transducer"來(lái)稱(chēng)謂"傳感器-Sensor"。

相關(guān)概念

一個(gè)傳感器的輸入對(duì)輸出的影響被稱(chēng)為傳感系數(shù)。例如，一個(gè)水銀溫度計(jì)，每當(dāng)溫度上升1 °C時(shí)，水銀柱上升1cm，則這個(gè)水銀溫度計(jì)的傳感系數(shù)為1 cm/°C。

當(dāng)一個(gè)傳感器的輸入和輸出*形成線性關(guān)系的時(shí)候，這個(gè)傳感器就是一個(gè)理想傳感器。同時(shí)，理想傳感器還應(yīng)該遵守以下原則:

1、只受被測(cè)因素的影響;

2、不受其他因素的影響;

3、傳感器本身不會(huì)影響被測(cè)因素。

應(yīng)用分類(lèi)

折疊按技術(shù)分類(lèi)

超聲波傳感器- 溫度傳感器 - 濕度傳感器 - 氣體傳感器 - 氣體報(bào)警器 - 壓力傳感器 -加速度傳感器- 紫外線傳感器 - 磁敏傳感器 - 磁阻傳感器 - 圖像傳感器 - 電量傳感器 - 位移傳感器。

感應(yīng)器

感應(yīng)器

應(yīng)用分類(lèi)

壓力傳感器 -溫濕度傳感器- 溫度傳感器 - 流量傳感器 - 液位傳感器 - 超聲波傳感器 - 浸水傳感器 - 照度傳感器 - 差壓變送器 - 加速度傳感器 - 位移傳感器 - 稱(chēng)重傳感器。

折疊電子式傳感器

IR紅外線近接/測(cè)距;循線循跡 Sensor;超音波距離檢測(cè);雷射區(qū)域距離測(cè)量?jī)x;室內(nèi)定位系統(tǒng);碰撞 Sensor;緊急/保護(hù);帶狀開(kāi)關(guān);可撓曲 Sensor;壓力傳感器;溫濕度 Sensor;表面溫度量測(cè)器;數(shù)位電子羅盤(pán)(方向);GPS衛(wèi)星定位模組;計(jì)數(shù)&PWM產(chǎn)生器;陀螺儀與加速度計(jì);傾斜儀與定向計(jì);Piezo壓電震動(dòng)sensor;RFID Reader模組;PIR物體移動(dòng)檢知;Hall Effect sensor(霍爾效應(yīng)傳感器);氣體偵測(cè)器。

折疊編輯本段類(lèi)型

折疊溫度傳感器

溫度傳感器一般是將溫度轉(zhuǎn)化為電子數(shù)據(jù)的電子元件。使用電阻隨溫度變化的導(dǎo)電體制作的溫度傳感器。常用的是使用鉑，在0°C時(shí)電阻為100歐姆的元件(Pt100)。半導(dǎo)體溫度傳感器一般集成有放大和調(diào)整電路。晶體振蕩器的振蕩頻率隨溫度變化因此可以非常精確地測(cè)量溫度 。

使用熱電效應(yīng)測(cè)量溫度的熱電偶，焦電性物質(zhì)的表面電荷密度隨溫度變化而變化，因此其表面電荷強(qiáng)度可以用來(lái)測(cè)量溫度。

折疊壓力傳感器

壓力傳感器是用于測(cè)量液體與氣體的壓強(qiáng)的傳感器。與其他傳感器類(lèi)似，壓力傳感器工作時(shí)將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

壓力傳感器在很多監(jiān)測(cè)與控制應(yīng)用中得到廣泛的使用。除了直接的壓力測(cè)量，壓力傳感器同時(shí)也可用于間接測(cè)量其他量，如液體/氣體的流量，速度，水面高度或者海拔。

壓力傳感器在使用的技術(shù)，設(shè)計(jì)，性能表現(xiàn)，工作適應(yīng)條件與價(jià)格上有很大的差異。保守估計(jì)，有50種以上技術(shù)的壓力傳感器和至少300家企業(yè)生產(chǎn)壓力傳感器 。

同時(shí)，也有一類(lèi)的壓力傳感器設(shè)計(jì)用于動(dòng)態(tài)測(cè)量高速變化的壓強(qiáng)。示例的應(yīng)用有引擎氣缸的燃燒壓力或者渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中氣體的壓強(qiáng)監(jiān)測(cè)。這樣的傳感器一般以壓電材料制造，例如石英。

一些壓力傳感器，例如應(yīng)用于交通執(zhí)行照相機(jī)中的，則以二進(jìn)制方式運(yùn)行，也就是，當(dāng)壓力達(dá)到某數(shù)值，則傳感器控制接通或斷開(kāi)電路，這類(lèi)型的壓力傳感器也被稱(chēng)作壓力開(kāi)關(guān)。

圖像傳感器是一種能將可視圖像轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)的設(shè)備，主要應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī)與其它成像設(shè)備中。一般由一組CCD或CMOS傳感器(如有源像素傳感器)組成。

圖像傳感器

圖像傳感器

彩色圖像傳感器，按其對(duì)色彩的分辨方式可分成以下幾大類(lèi):

貝葉(Bayer)傳感器，一種廉價(jià)也常見(jiàn)的圖像傳感器，使用貝葉濾波器使得不同的像素點(diǎn)只對(duì)紅、藍(lán)、綠三原色光中的一種感光，這些像素點(diǎn)交織在一起，然后通過(guò)demosaicing內(nèi)插來(lái)恢復(fù)原始圖像;

Foveon X3 傳感器，用于某些Sigma及寶麗來(lái)數(shù)碼照相機(jī)。它的每一像素點(diǎn)都有三重傳感器，可以對(duì)所有顏色感光;

3CCD 傳感器，如某些松下數(shù)碼照相機(jī)，通過(guò)雙色棱鏡分光，并采用3塊獨(dú)立的CCD傳感器，一般認(rèn)為圖像還原質(zhì)量好但價(jià)格比較昂貴。

折疊霍爾效應(yīng)傳感器

霍爾效應(yīng)傳感器也稱(chēng)霍爾傳感器，是一個(gè)換能器，將變化的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化?；魻杺鞲衅魇紫仁怯脕?lái)測(cè)磁場(chǎng)的，此外還可以被用來(lái)測(cè)量產(chǎn)生和影響磁場(chǎng)的物理量，例如，被用于接近開(kāi)關(guān)，霍爾乘法器，位置測(cè)量，轉(zhuǎn)速測(cè)量，和電流測(cè)量設(shè)備。

其簡(jiǎn)單的形式是，傳感器作為一個(gè)模擬換能器，直接返回一個(gè)電壓。在已知磁場(chǎng)下，其距霍爾盤(pán)的距離是可以被設(shè)定的。使用多組傳感器，磁鐵的相關(guān)位置可被推斷出。

通過(guò)導(dǎo)體的電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)隨電流變化的磁場(chǎng)，并且霍爾效應(yīng)傳感器可以在不干擾電流情況下而測(cè)量電流。典型的為，將其和繞組磁芯或在被測(cè)導(dǎo)體旁的永磁體合成一體。

通常，霍爾效應(yīng)傳感器和電路相連，從而允許設(shè)備以數(shù)字(開(kāi)/關(guān))模式操作，在這種情況下可以被稱(chēng)為開(kāi)關(guān)。工業(yè)中常見(jiàn)的設(shè)備，例如氣缸，也被用于日常設(shè)備中;如一些打印機(jī)使用他們來(lái)監(jiān)測(cè)缺紙和敞蓋的情況。當(dāng)鍵盤(pán)被要求高可靠性時(shí)，也被應(yīng)用于鍵盤(pán)中。

霍爾效應(yīng)傳感器通常被用于計(jì)量車(chē)輪和軸的速度，例如在內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火定時(shí)(正時(shí))或轉(zhuǎn)速表上。其在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的使用，用來(lái)檢測(cè)永磁鐵的位置。圖示中的輪子，帶有兩個(gè)等距的磁鐵，傳感器上的電壓在一個(gè)周期內(nèi)將兩次達(dá)到峰值。此設(shè)置通常被用來(lái)校準(zhǔn)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)的速率。

傾角感應(yīng)器

傾角感應(yīng)器在軍事、航天航空、工業(yè)自動(dòng)化、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車(chē)、消費(fèi)電子、海洋船舶等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。輝格公司為國(guó)內(nèi)用戶提供全面，專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品方案和服務(wù)。提供超過(guò)500種規(guī)格的伺服型、電解質(zhì)型、電容型、電感型、光纖型等原理的傾角感應(yīng)器。

加速度感應(yīng)器

分低頻高精度力平衡伺服型、低頻低成本熱對(duì)流型和中高頻電容式加速度位移感應(yīng)器?？傤l響范圍從DC至3000Hz。應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車(chē)運(yùn)動(dòng)控制、汽車(chē)測(cè)試、家電、游戲產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、GPS、PDA、手機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)、建筑儀器以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。

紅外溫度感應(yīng)器

廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、油煙機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、烤面包機(jī)、電磁爐、炒鍋、暖風(fēng)機(jī)等)、醫(yī)用/家用體溫計(jì)、辦公自動(dòng)化、便攜式非接觸紅外溫度感應(yīng)器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量?jī)x器以及電力自動(dòng)化等。不僅能提供感應(yīng)器、模塊或完整的測(cè)溫儀器，還能根據(jù)用戶需要提供包括光學(xué)透鏡、ASIC、算法等一攬子解決方案。

編輯本段應(yīng)用領(lǐng)域

感應(yīng)器的應(yīng)用感應(yīng)器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車(chē)電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專(zhuān)用設(shè)備等。

專(zhuān)用設(shè)備

專(zhuān)用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)電子設(shè)備。當(dāng)前醫(yī)療領(lǐng)域是感應(yīng)器銷(xiāo)售量巨大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)，該領(lǐng)域要求感應(yīng)器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。

工業(yè)自動(dòng)化

工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的感應(yīng)器，如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)的;各種測(cè)量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的;測(cè)量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運(yùn)動(dòng)、速度、負(fù)載以及強(qiáng)度)的，以及傳統(tǒng)的接近/定位感應(yīng)器發(fā)展迅速。

通信電子產(chǎn)品

手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能的不斷增加給感應(yīng)器市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機(jī)和攝像手機(jī)*不斷上升增加了感應(yīng)器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團(tuán)電話和無(wú)繩電話的超聲波感應(yīng)器、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)感應(yīng)器等都將出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。

汽車(chē)工業(yè)

現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用壓力感應(yīng)器的數(shù)量和水平，當(dāng)前一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只感應(yīng)器，而豪華轎車(chē)上的感應(yīng)器數(shù)量可多達(dá)二百余只，種類(lèi)通常達(dá)30余種，多則達(dá)百種。

編輯本段原理結(jié)構(gòu)

感應(yīng)器把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。有兩類(lèi):有源的和無(wú)源的。

有源感應(yīng)器能將一種能量形式直接轉(zhuǎn)變成另一種，不需要外接的能源或激勵(lì)源。

無(wú)源感應(yīng)器不能直接轉(zhuǎn)換能量形式，但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵(lì)能，感應(yīng)器承擔(dān)將某個(gè)對(duì)象或過(guò)程的特定特性轉(zhuǎn)換成數(shù)量的工作。其"對(duì)象"可以是固體、液體或氣體，而它們的狀態(tài)可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)(即過(guò)程)的。對(duì)象特性被轉(zhuǎn)換量化后可以通過(guò)多種方式檢測(cè)。對(duì)象的特性可以是物理性質(zhì)的，也可以是化學(xué)性質(zhì)的。按照其工作原理，它將對(duì)象特性或狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可測(cè)定的電學(xué)量，然后將此電信號(hào)分離出來(lái)，送入感應(yīng)器系統(tǒng)加以評(píng)測(cè)或標(biāo)示。

編輯本段發(fā)展過(guò)程

自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠按照人的設(shè)計(jì)，在人不參與的情況下完成一定的任務(wù)。其關(guān)鍵就在于反饋的引入，反饋實(shí)際上是把系統(tǒng)的輸出或者狀態(tài)，加到系統(tǒng)的輸入端與系統(tǒng)的輸入共同作用于系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸出狀態(tài)實(shí)際上是各種物理量，他們有的是電壓，有的是流量、速度等。這些量往往與系統(tǒng)的輸入量性質(zhì)不同，并且取值的范圍也不一樣。所以不能與輸入直接合并使用，需要測(cè)量并轉(zhuǎn)化。感應(yīng)器正是起這個(gè)作用，它就像是控制系統(tǒng)的眼睛和皮膚，感知控制系統(tǒng)中的各種變化，配合系統(tǒng)的其他部分共同完成控制任務(wù)。

人類(lèi)為了從外界獲得信息，必須借助于感覺(jué)器官。但是人的感覺(jué)器官并不是萬(wàn)能的，要想獲得更為豐富的信息，進(jìn)一步研究自然現(xiàn)象和制造勞動(dòng)工具，人的感官顯得很是不夠了。作為一種代替人的感官的工具，感應(yīng)器的歷史比近代科學(xué)的出現(xiàn)還要古老。天平作為測(cè)重的工具在古埃及就開(kāi)始使用了，一直沿用到如今。利用液體膨脹特性的溫度測(cè)量在十六世紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn)。以電學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)的感應(yīng)器是在近代電磁學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，但是隨著真空管和半導(dǎo)體等有源元件的可靠性的提高，這種類(lèi)型的感應(yīng)器得到了飛速發(fā)展，如今談到感應(yīng)器大都指有電信號(hào)輸出的裝置。