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技術(shù)文章

稱重傳感器簡(jiǎn)介及微型傳感器的分類

閱讀:54發(fā)布時(shí)間:2025-1-18

  稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置,用傳感器應(yīng)先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境,這點(diǎn)對(duì)正確選用稱重傳感器至關(guān)重要,它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命,乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性,在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評(píng)價(jià)方法上,新舊國(guó)標(biāo)有質(zhì)的差異,主要有S型,懸臂型,輪輻式,板環(huán)式,膜盒式,橋式,柱筒式等幾種樣式。

  衡器上使用的一種力傳感器,它能將作用在被測(cè)物體上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào),考慮到不同使用地點(diǎn)的重力加速度和空氣浮力對(duì)轉(zhuǎn)換的影響,稱重傳感器的性能指標(biāo)主要有線性誤差,滯后誤差,重復(fù)性誤差,蠕變,零點(diǎn)溫度特性和靈敏度溫度特性等,在各種衡器和質(zhì)量計(jì)量系統(tǒng)中,通常用綜合誤差帶來(lái)綜合控制傳感器準(zhǔn)確度,并將綜合誤差帶與衡器誤差帶(圖1)聯(lián)系起來(lái),以便選用對(duì)應(yīng)于某一準(zhǔn)確度衡器的稱重傳感器,國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)規(guī)定,傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70%,稱重傳感器的線性誤霍爾電流傳感器差,滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對(duì)靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過(guò)誤差帶δ,這就允許制造廠對(duì)構(gòu)成計(jì)量總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整,從而獲得期望的準(zhǔn)確度。

  一,電阻應(yīng)變片。

  電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上,即成為一片應(yīng)變片,他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K,我們來(lái)介紹一下它的意義。

  設(shè)有一個(gè)金屬電阻絲,其長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面是半徑為r的圓形,其面積記作S,其電阻率記作ρ,這種材料的泊松系數(shù)是μ,當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí),它的電阻值為R:。

  R=ρL/S(Ω)(2—1)。

  當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí),將會(huì)伸長(zhǎng),也就是說(shuō)產(chǎn)生變形,設(shè)其伸長(zhǎng)ΔL,其橫截面積則縮小,即它的截面圓半徑減少Δr,此外,還可用實(shí)驗(yàn)證明,此金屬電阻絲在變形后,電阻率也會(huì)有所改變,記作Δρ。

  按照被測(cè)量的物理性質(zhì),微型傳感器可分為化學(xué)微傳感器,生物微傳感器,物理微傳感器等。

  一,離子傳感器——化學(xué)型。

  霍爾電壓傳感器離子傳感器是將溶液中的離子活度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器,基本原理是利用固定在敏感膜上的離子識(shí)別材料有選擇性的結(jié)合被傳感的離子,從而發(fā)生膜電位或膜電壓的改變,達(dá)到檢測(cè)目的,離子敏傳感器廣泛用在化學(xué),醫(yī)藥,食品以及生物工程等行業(yè)中。

  二,基因傳感器——生物型。

  基因傳感器通過(guò)固定在感受器表面上的已知核苷酸序列的單鏈脫氧核糖核酸(DeoxyriboNucleicAcid,DNA)分子(也稱為ssDNA探針),和另一條互補(bǔ)的ssDNA分子(也稱為目稱DNA或靶DNA)雜交,形成雙鏈DNA(dsDNA),換能器將雜交過(guò)程或結(jié)果所產(chǎn)生的變化轉(zhuǎn)換成電,光,聲等物理信號(hào),通過(guò)解析這些響應(yīng)信號(hào),給出相關(guān)基因的信息,基因傳感器也稱DNA傳感器。

  三,聲表面波傳感器——物理型。

  聲表面波(SurfaceAcousticWave,SAW)傳感器是利用聲表面波技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù),將各種非電量信息,如壓力,溫度,流量,磁場(chǎng)強(qiáng)度,加速度,角速度等的變化轉(zhuǎn)換為聲表面波振器振蕩頻率的變化的裝置。

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