行业常用传感器类型及工作原理汇总.
传感器知识点总结
传感器知识点总结一、传感器的基本概念传感器是将感知到的信息转化为电信号或其他可识别形式的装置。
传感器可以感知物理量、化学量、生物量等，并将其转换为电信号输出。
传感器是现代科技发展中不可或缺的重要组成部分，广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗诊断和智能家居等领域。
传感器的种类繁多，包括压力传感器、温度传感器、光学传感器、湿度传感器等。
二、传感器的分类根据传感原理的不同，传感器可以分为多种类型。
常见的传感器分类包括：1. 按照感知物理量不同分类- 压力传感器：用于测量压力的传感器，常用于工业控制和汽车行业。
- 温度传感器：用于测量温度的传感器，广泛应用于空调、冰箱、热水器等设备中。
- 湿度传感器：用于测量湿度的传感器，常用于气象观测和温室控制等场合。
- 光学传感器：用于测量光的强度和波长的传感器，广泛应用于光电设备和光学仪器中。
- 力传感器：用于测量物体受力情况的传感器，常用于机械测试和体重秤等设备中。
2. 按照传感原理不同分类- 电阻式传感器：利用电阻值的变化来感知物理量的传感器，包括压敏电阻、热敏电阻等。
- 电容式传感器：利用电容值的变化来感知物理量的传感器，包括湿度传感器和接近开关等。
- 光电式传感器：利用光电效应来感知物理量的传感器，包括光敏电阻、光电开关等。
3. 按照工作原理不同分类- 主动式传感器：需要外部能量源来激励的传感器，如光电传感器、超声波传感器等。
- 被动式传感器：不需要外部能量源来激励的传感器，如压力传感器、温度传感器等。
4. 按照测量方式不同分类- 直接测量传感器：直接测量感知物理量的传感器，如温度计、湿度计等。
- 间接测量传感器：通过其他物理量的变化间接测量感知物理量的传感器，如电磁流量计、毫米波雷达等。
三、传感器的工作原理传感器的工作原理多种多样，其中常见的包括电阻变化原理、电容变化原理、光电效应原理、霍尔效应原理等。
不同类型的传感器采用不同的工作原理来感知物理量，并将其转化为电信号输出。
传感器 工作原理
传感器工作原理
传感器是一种能够感知和检测外界环境的物理量，并将其转化为电信号或其他形式的信号的装置。
它的工作原理基于不同的传感器类型，但一般可以分为以下几种工作原理。
1. 光学传感器：光学传感器利用光的传播与反射特性来检测目标或测量某个参数。
例如，光电传感器通过发射光束并测量其接收到的反射光来检测物体的位置和运动。
2. 声学传感器：声学传感器利用声波的传播和反射特性来感知和测量目标。
例如，超声波传感器使用超声波信号来测量距离和检测障碍物。
3. 压力传感器：压力传感器通过测量介质对传感器施加的压力来感知或测量压力变化。
例如，压电传感器利用压力作用下的电荷分布变化来产生电信号。
4. 温度传感器：温度传感器通过测量物体的温度来感知温度变化。
例如，热电偶传感器基于温度对电势的影响来转换为电信号。
5. 气体传感器：气体传感器通过测量气体浓度或气体与传感器之间的相互作用来感知气体的存在或测量气体参数。
例如，气体传感器可用于检测可燃气体泄漏。
总的来说，传感器的工作原理多种多样，但都是通过感知外部物理量的变化并将其转换为电信号或其他形式的信号来实现的。
这些信号可以被接收和处理，从而得到有关外界环境的信息或参数。
不同工作原理的传感器在各种领域中都有广泛的应用，如工业自动化、环境监测、医疗诊断等。
常见传感器及工作原理
常见传感器及工作原理传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们负责将物理量转换成电信号或其他可以被处理的形式，从而实现对环境变化的感知和监测。
以下是一些常见传感器及其工作原理的介绍。
1. 温度传感器温度传感器是用来测量环境温度的设备。
它们可以基于不同的工作原理来实现。
其中一种常见的工作原理是热敏电阻。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化来确定温度。
还有一种常见的工作原理是热电偶。
热电偶利用两种不同金属的热电效应产生电势差，通过测量电势差来确定温度。
2. 湿度传感器湿度传感器用于测量环境的湿度水分含量。
一种常见的湿度传感器是电容式湿度传感器。
它利用物质在不同湿度下的电容变化来测量湿度。
当空气中的湿度增加时，电容值也会增加。
另一种常见的湿度传感器是电阻式湿度传感器。
它利用湿度对电阻值的影响来测量湿度。
3. 光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度。
一种常见的光照传感器是光敏电阻。
光敏电阻的电阻值随光照强度的变化而变化，通过测量电阻值的变化来确定光照强度。
另一种常见的光照传感器是光电二极管。
光电二极管利用光的能量来产生电流，通过测量电流的变化来确定光照强度。
4. 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
一种常见的气体传感器是电化学传感器。
电化学传感器利用气体与电极之间的化学反应来测量气体浓度。
不同的气体会引起不同的化学反应，从而产生不同的电流信号。
另一种常见的气体传感器是光学传感器。
光学传感器利用气体对特定波长的光的吸收程度来测量气体浓度。
5. 压力传感器压力传感器用于测量环境中的压力变化。
一种常见的压力传感器是压阻式传感器。
压阻式传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力变化。
当受到压力时，电阻值会发生变化。
另一种常见的压力传感器是压电传感器。
压电传感器利用压力对压电材料的形变产生电荷来测量压力变化。
以上是一些常见传感器及其工作原理的简介。
传感器的应用范围非常广泛，从工业生产到家庭生活都离不开它们。
各类传感器的工作原理
各类传感器的工作原理传感器是一种能够检测和感知周围环境，并将其转化为可用信号的装置。
传感器在各个领域中起着极为重要的作用，从智能手机中的加速度传感器到汽车中的车速传感器，从医疗设备中的心率传感器到环境监测中的温度传感器，都体现了传感器在现代生活中的广泛应用。
下面将介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1.光电传感器：光电传感器是基于光电效应的原理工作的。
光电效应是指当光照射到物体表面时，光中的能量被物体吸收，电子被激发而从原子中跃迁，产生电流。
光电传感器利用光电效应将光信号转化为电信号，可以用于测量光的强度、距离或光的频率等。
2.压力传感器：压力传感器是利用压力作用在压敏电阻或压电材料上变化的阻值或电荷来测量压力的。
当外力施加在压阻上时，导电粒子（电子或离子）运动受到阻碍，阻值发生变化，通过测量电阻的变化来确定压力的大小。
3.温度传感器：温度传感器利用材料在温度变化时导电性或热传导性的变化原理来测量温度。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和温度敏感电容等。
热敏电阻是利用材料的电阻随温度的变化而变化；热电偶则是利用两种不同材料的接触产生热电势差，通过测量热电势差来计算温度；温度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定温度。
4.加速度传感器：加速度传感器是利用物体在加速或减速时所产生的惯性力来测量加速度的。
常用的加速度传感器有电容式加速度传感器和压电式加速度传感器。
电容式加速度传感器通过测量电容的变化来确定加速度；压电式加速度传感器则是利用压电效应和加速度之间的关系来测量加速度。
5.湿度传感器：湿度传感器是利用材料的吸湿性或湿度对电阻、电容或电抗等性能的影响来测量湿度的。
常用的湿度传感器有湿度敏感电阻、湿度敏感电容和湿度敏感电感等。
湿度敏感电阻通过测量电阻的变化来计算湿度；湿度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定湿度。
总之，传感器的工作原理各异，但都是基于其中一种物理效应或电学特性的变化来实现对周围环境的感知和检测。
各种传感器原理
各种传感器原理1. 光敏传感器原理：光敏传感器利用光电效应将光信号转化为电信号。
当光照射到光敏传感器上时，光能量激发光敏材料中的电子，使其跃迁到导带中，产生电流。
根据光敏材料的不同，光敏传感器可分为光电二极管、光敏电阻、光敏三极管等。
2. 温度传感器原理：温度传感器基于温度和物理性质之间的关系，如电阻、电压、电流等。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热电阻等。
其中，热敏电阻利用电阻值随温度变化的特性，热电偶则利用两种不同金属间的热电效应产生的电势差与温度成正比。
3. 压力传感器原理：压力传感器通过测量物理上施加在其上的压力，将压力量化为电信号输出。
常见的压力传感器有压阻式、电容式和磁敏式传感器。
压阻式传感器利用电阻随受力点表面形变而改变的原理，电容式传感器则利用振动膜片上电容的变化，而磁敏式传感器则是通过感应磁场的变化来测量压力。
4. 湿度传感器原理：湿度传感器通过测量空气中的水汽含量来获得湿度信息。
常见的湿度传感器有电容湿度传感器、电阻湿度传感器和化学湿度传感器。
其中，电容湿度传感器利用介质吸湿后导致电容变化的原理，电阻湿度传感器则是通过测量材料电阻随湿度变化情况来获得湿度值，化学湿度传感器则是基于湿度与某种化学物质反应而改变电信号输出。
5. 加速度传感器原理：加速度传感器通过测量被测物体的加速度，将加速度转化为电信号输出。
加速度传感器主要分为压电式和微机械式（MEMS）两种。
压电式传感器利用压电效应，将受力物体的压力转化为电荷输出。
微机械式传感器则是通过微机械结构的变形或振动来感应加速度，并转化为电信号。
6. 磁力传感器原理：磁力传感器通过测量磁场的强度和方向来获得磁力信息。
常见的磁力传感器有霍尔效应传感器、磁电传感器和磁敏电阻传感器。
霍尔效应传感器利用材料中的霍尔电压随磁场变化的原理，磁电传感器则基于磁致伸缩效应产生电信号输出，磁敏电阻传感器则是根据材料磁阻随磁场变化的特性来测量磁力值。
传感器工作原理
传感器工作原理
传感器工作原理是利用物理或化学效应将被测量的量转换为电信号，并通过电路进行放大、处理和解码来获取有关被测量量的信息。
以下是几种常见传感器的工作原理：
1. 压力传感器：基于测量压力对导电材料电阻的影响。
当外部压力施加到传感器上时，电阻值会发生变化，进而测得压力值。
2. 温度传感器：基于测量物体温度对材料电阻、热敏电阻或热电效应的影响。
温度升高会导致电阻值或电压发生变化，从而测量温度。
3. 光传感器：基于光敏材料受光照射后电阻或电流的变化。
光敏材料的电特性会随光照强度而变化，通过测量光敏材料的电信号，可以获得有关光强度和光照位置的信息。
4. 加速度传感器：基于测量物体在加速度下的惯性阻力对传感器产生的微小变形或压电效应的影响。
传感器内部的质量会受到加速度的作用而发生微小位移，进而测量加速度。
5. 霍尔传感器：通过测量电流通过霍尔元件时产生的霍尔电位差或磁场对霍尔元件电阻的影响。
当磁场作用于霍尔元件时，电阻值会发生变化，从而测量磁场的强度。
不同传感器的工作原理各有特点，但基本原理均是将被测量的物理量转换为电信号进行相关处理，并最终得出有用的信息。
这些信息在众多应用领域中发挥着重要的作用，例如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
1.2 常用传感器工作原理及测量电路
三 电感式传感器工作原理
1 自感式传感器
线圈自感 L N 2 / li / i Si 2 / 0S
l i ——各段导磁体的长度； U i——各段导磁体的磁导率；
S i ——各段导磁体的截面积；δ ——空气隙的厚度；
U0 ——真空磁导率;
S ——空气隙截面积
L f ,S
L f1 变气隙型传感器
差动式电感传感器
• 为了改善线性在实际中大都采用差动式， 采
用两个相同的传感线圈共用一个衔铁。
• 要求两个导磁体的几何尺寸及材料完全相同，两个线圈的电
气参数和几何尺寸完全相同。
差动式优点：
1、线性好；
2、灵敏度提高一倍，即衔铁位移相同时， 输出信号大一倍；
3、温度变化、电源波动、外界干扰等对 传感器的影响，由于能够相互抵消而减小；
2C
交流电桥的输出电压与传感器的电容相对变化量成正比。
变压器电桥电路
➢电感式传感器和电容式传感器的转换电路还常采用变压器电 桥 ➢它的平衡臂为变压器的两个二次侧绕组，差动传感器的两差 动电容或差动电感分别接在另两个臂
设其阻抗分别为Z1和Z2， (由于被测量使传感器的阻抗发生变化)
Z1 Z Z
Z2 Z Z
压电传感器在受外力作用时，在两个电极表面 聚集电荷，电荷量相等，极性相反，相当于一个以 压电材料为电介质的电容器。可测量能变换为力的 各种物理量。
常用的压电材料
• 石英晶体 • 水溶性压电材料（酒石酸钾钠、硫酸锂、
磷酸二氢钾等）
• 铌酸锂晶体 • 压电陶瓷（钛酸钡压电陶瓷、锆钛酸铅
系压电陶瓷、铌酸盐系压电陶瓷）
4、电磁吸力对测力变化的影响也由于能 够相互抵消而减小。
2 差动变压器传感器（互感）
常用传感器及工作原理及应用
常用传感器及工作原理及应用传感器是指能够将其中一种感知量变换成电信号或其他可以辨识的输出信号的装置。
它们广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、汽车电子、智能家居以及移动设备等各个领域。
本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。
1.温度传感器温度传感器用于测量环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
热电偶通过两个不同金属之间的温差来产生电压，热电阻则利用温度对电阻的敏感性来测量温度，而半导体温度传感器则利用半导体材料的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象观测、工业生产过程中的温度控制和家电中的温度监测等领域。
2.光敏传感器光敏传感器可以测量光的强度和光的频率。
常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管。
光敏电阻根据光照的强弱改变电阻值，光敏二极管和光敏晶体管则根据光照的强弱改变电流值。
光敏传感器广泛应用于照明控制、安防监控和光电设备等领域。
3.声音传感器4.湿度传感器湿度传感器可以测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。
电容式湿度传感器利用电容的变化来感应湿度，电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的敏感性来感应湿度。
湿度传感器广泛应用于气象观测、室内湿度控制和农业领域等。
5.加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度。
常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。
压电式加速度传感器利用压电效应来感应加速度，微机械式加速度传感器则是利用微机械结构的变化来感应加速度。
加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机以及航空航天领域等。
总的来说，传感器在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于各个领域。
通过测量和感应物理量，传感器能够实现自动化控制、环境监测和智能化等功能，为社会的发展和人们的生活带来了便利和效益。
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IP 防护等级系统说明
IP 防护等级系统说明
IP 防护等级系统说明
IP 防护等级系统说明
保护构造
（防油的保护等级）
JEM（日本电机工业会）规格 IP-□□后标有 ｆ 或者 ｇ ｆ: ｇ: 防油（不因有油而受到有害影响） 耐油（油不会侵入其内部）
三. 光电传感器
光的性质 折射
光在同一物质中通过时是直线传播的。让光弯曲 的方法＝折射或反射
光电传感器始于对射 型。 发射元件从灯泡开始 发展到LED，接受元 件从光电阻元件发展 到PD。
被测物体
回归反射型光电传感器
检测距离小于对射型。 只需在一处配线，反射板在 光的入射方向上形成反射光 光轴对合方便。
被测物体
被测物体
沿袭了对射型的特点 （稳定性），配线・光轴 调整更方便。 发明MSR（后述）功能后 位置精度急增，但比起 对射型还是稍逊一筹。
平行光
焦点（F）
空气 玻璃 点光源 焦点（F） 平行光
光的折射
通过透镜聚集光线或制造平行光
光的性质
反射
光被反射率高的物质所反射 即便是透明体入射角大的话也能反射
研磨金属 空气 空气 玻璃 入射角 空气 玻璃 入射角
全反射
镜子的原理
折射
光纤的Bending Loss原理
全反射
光纤导波的原理
光的性质
像。
五.光电传感器参数介绍
指向角
指对于对射型・回归反射 型光电传感器，由于光 束的扩散而可能发生动作 的角度范围。 发射器
指向角
接受器
为使发射器光轴调整更方便，发射不是平行 的，而是呈扩散状发射。
应差的距离
指对于扩散反射型，为了不发生振荡（Chattering） 必须明确隔开动作距离和复归距离。
复归距离 应差的距离 动作距离
ON
OFF
如没有应差（Hysteresis）的话，接近动作距离时 就会发生反复ON/OFF的Chattering现象。
不感应带
由于反射型传感器的发射/接受透镜一般都不同， 便会引起在近距离的某个范围，反射光无法进 入接受透镜的情况。这个范围称为不感应带。
发射 接受
不感应区域
300
400
780
人的眼睛只能看到可见光 远红外线（3000nm以上）传播热 紫外线对人的眼睛和皮肤有害
光的性质 偏光（难理解）
由于光是横波，所以通过偏光板（偏光元件） 可以进行偏光 利用偏光性能，可在回归反射型内附带MSR 机能（后述），在对射型内附带防相互干扰机 能（后述）
光
偏光元件
检光元件
例：欧姆龙光电传感器的型号标准
二.IP 防护等级系统说明
1、IP（INTERNATIONAL PROTECTION）防护等级系统是由IEC （INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。 2、 IP指保护指数，是根据IEC529和NFC20-010标准所规定的 电子材料包装外壳的保护程度.用IP××表示防尘、防水。
扩散反射型光电传感器
检测距离短。 只需在一处配线，无需 反射板。 有发射/接受二个透镜，
检测距离
投/接受器 被测物体
虽然安装方式最为简单， 但检测距离短，位置精度 也不高。 根据用途备有将光线扩 伸的机种。将光线绞合 为细光束的话，适合用 于检测小物体，扩伸的 光线检测时不易受背景 物的影响。（参照E3Z）
色标传感器（应用）
细光束、呈垂直发射・倾斜 标识检测专用。 与扩散反射型一样，只需在 接受的扩散反射光学结构， 一处配线，无需反射板。 以微小光点检测色标。在白
投/接受器
被测物体
发射轴
θ
检测距离
底黑标识这样对比度高的情 况下，可使用红色LED。 检测彩色标识可使用绿色 或蓝色LED。 代表商品有E3S-VS、E3C -VS、以及采用抗干扰强的 同轴光学原理（投接受采用 相同的透镜）的E3M-VG。
E3/F3=表示光电传感器 到E3□□-为止的3～4个字母称为型名
E3S-A、E3S-B、E3S-C、E3G-L是例外的型名）
- 之后的部分称为号名 T =对射型 R或RS =回归反射型 D或DS =扩散反射型 LS =距离射定型 G或GS =凹槽型
四.各类光电传感器介绍
对射型光电传感器
检测距离较长。 发射器/接受器两者都需要
光纤
光纤应用
玻璃或透明塑料
光在光纤中呈不断地全反射状传播
光的性质
波长和色彩
光是横波有其波长（λ ） 光的颜色随不同波长变化
紫外线（Ultra Violet） 可见光（Visible Light） 红外线（Infra-Red）
UV-C
UV-B UV-A 紫 蓝 青 绿 橙 黄 红
λ （nm）
100
200
一.传感器的定义
国际电工委员会IEC的定义为：“传感器
是测量系统中的一种前置部件，它将输 入变量转换成可供测量的信号”。
信号输入 信号处理 A / D转换 信号输出
热（温度）
电信号
传感器工作流程
光（光量）
磁(磁场）
（电流或其它）
工业传感器分类
人类五官与传感器 视觉 触觉 温度传感器 压力传感器 听觉 嗅觉 味觉 光电传感器 湿度传感器 接近传感器 超音波传感器 气体传感器 PH传感器
距离设定型光电传感器
投/接受器 被测物体
LD或LED 测距型、也叫BGS。 以细光束发射，让被测物体上 的光点的像能在PSD上成像， PSD等 设定范围 根据光点位置演算传感器表面 到物体的距离。检测距离可由 检测距离（MAX） 旋钮设定，也能去除背景的影 响。 PSD＝Position Sensing Device BGS＝Back-Ground Suppre检测距离有一定范围， ssion（背景切除） PSD倾斜，以便使物体上 不易受被测物体颜色的影响， 的光点像能够清晰地成 使用方便。
限定反射型光电传感器
投/接受器
θ θ
பைடு நூலகம்
被测物体
背景物
检测距离
检测距离限定范围（□+/-□ ｍｍ）。 与扩散反射型一样，只需在 一处配线，无需反射板。
呈正反射的光学结构，受 到被测物体颜色的影响小， 检测距离限定于某个范围， 不易受到背景物的影响。 适合检测段差和传送带上 流过的薄型物体。（代表例 =E3S-LS3N基板传感器） 比后述的距离射定型（有 优秀的背景切除机能）价 格便宜。
MSR功能(不太理解） MSR=Mirror Surface Rejection
回归反射型如果没有MSR功 能的话，可能会发生无法检 测光泽表面的物体的情况。