光电开关原理及应用

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光电开关的原理和应用

光电开关的原理和应用

光电开关的原理和应用光电开关是一种利用光电效应原理实现检测和控制的设备。

它通过光电传感器将光信号转换为电信号,实现对物体的检测、计数、测距等功能。

光电开关具有响应速度快、反应灵敏、使用寿命长的特点,广泛应用于自动化控制系统中。

本文将介绍光电开关的原理、分类以及在工业生产和日常生活中的应用。

一、光电开关的工作原理光电开关的工作原理基于光电效应。

光电效应是指在光照射下,物质中的电子吸收光能并发生电离现象。

光电开关利用光电效应来实现信号的检测和控制。

其工作过程包含光电传感器和光电控制器两个部分。

光电传感器:光电传感器是光电开关中最重要的组成部分,它通常由光源、光敏元件和光电电路三部分组成。

光源发射光线照射到被测物体上,被测物体反射的光线再经过光敏元件接收。

光敏元件可以是光电二极管、光敏电阻、光敏三极管等。

当光线照射到光敏元件上时,光敏元件会产生电流或电压信号,完成对光信号的转换。

光电控制器:光电控制器是光电开关中的控制部分,其主要功能是对光敏元件输出的信号进行放大、滤波和判别。

根据不同的应用需求,光电控制器可以进行信号增强、阈值设置、控制输出等操作,使得光电开关能够适应不同环境下的检测要求。

二、光电开关的分类光电开关可以根据不同的工作原理和检测方式进行分类。

1. 按照工作原理分类:根据光电效应的不同机理,光电开关可以分为光电导型开关和光电障碍型开关。

光电导型开关:光电导型开关是利用光敏电阻的变化来实现控制开关的工作。

当被测物体出现时,光源照射到光敏电阻上,光敏电阻的阻值发生变化,从而改变了电路的导通状态。

光电障碍型开关:光电障碍型开关是利用物体进入或离开光束来实现控制开关的工作。

当被测物体进入或离开光束时,光线被遮挡或接收,从而改变了光敏元件的光信号,进而控制开关的状态。

2. 按照检测方式分类:根据被测物体与光电传感器之间的相对位置,光电开关可以分为接近式光电开关和光电遮挡式开关。

接近式光电开关:接近式光电开关是通过测量物体与光电传感器之间的距离,实现对物体的接近与离开的检测。

光电开关的原理及类型

光电开关的原理及类型

光电开关的原理及类型光电开关是一种利用光电效应工作的传感器,它通过光电元件将光信号转化为电信号,从而实现对电路的开关控制。

光电开关具有快速响应、长寿命、免接触、高精度等特点,广泛应用于自动化控制、测距、物体检测、流程监控等领域。

光电开关的原理主要基于光电效应的工作原理。

光电效应是指当光照射到一些物质表面时,电子吸收光能,从而使得物质表面的电子获得足够大的能量,跳出原子轨道形成自由电子,产生电子电荷。

光电效应可分为内照射效应和外照射效应两类。

内照射效应是指物质表面产生的电子电荷在物质内部导电的效应,适用于光电开关的发送器。

发送器是光电开关中的发光二极管(LED),通过外加电压使其发出光信号。

当LED发出的光进入光电开关的检测器(光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)时,检测器内部被光激发的电子会跳出原子轨道形成自由电子,导致电流流动,进而被控制电路感知并作出响应。

外照射效应是指物质表面受到外部光照射后,电子电荷在物质表面导电的效应,适用于光电开关的接收器。

接收器可以是光敏电阻(LDR)、光敏二极管(Photodiode)、光敏三极管(Phototransistor)等,它们都能将光信号转化为电信号。

当外界光照射到接收器上时,光敏元件吸收光能,进而使电阻、电流或电压发生变化,被控电路通过测量这种变化来判断光照强度或物体位置。

根据光电元件的类型和特性,光电开关可以分为以下几种类型:1.反射式光电开关:发送器和接收器在同一侧,通过被检测物体对光信号的阻挡来实现开关控制。

被检测物体反射光信号,接收器接收到光信号后触发开关。

2.直射式光电开关:发送器和接收器在相对的两侧,光信号直接从发送器射至接收器。

当有物体进入两个传感器之间的区域时,物体会阻挡光线,触发开关。

3.光纤光电开关:使用光纤将发送器和接收器连接在一起,将光信号传输到需要被检测的地方,达到未见光线的地方进行检测。

4.光电对射开关:发送器和接收器分别安装在两个相对位置上,通过光线在空间中的传输来检测物体位置、测距或测量物体的长度等。

光电开关原理及应用

光电开关原理及应用
(2) 回差距离:
动作距离与复位距离之间的绝对值。
(3) 响应频率:
在规定的1s的时间间格内,允许光电开关动作 循环的次数。
(4) 输出状态:
分为常开和常闭,当无检测物体时,常开型的 光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输 入晶体管的截止而不工作,
当检测到物体时,晶体管导通,负载得电工作。 常闭型的光电开关所接通的负载由于光电开关 内部的输入晶体管的导通而工作,当检测到物 体时,晶体管截止,负载失电不工作。常用的 为常开型。
除上面介绍的外, 光电开关还在许多方面得到 了应用,例如行程控制,直径控制,转速检测,气流 量控制等方面.
(9)环境特性:
光电开关应用的环境也会影响其长期工作可靠 性。当光电开关工作于最大检测距离状态时, 由于光学透镜会被环境中的污物沾住,甚至会 被一些强酸性的物质腐蚀,以至其使用参数和 可靠性降低。较简单的解决办法就是根据光电 开关的最大检测距离降额使用来确定最佳工作 距离。
使用注意事项
(1)红外线传感器属于谩反射型的产品, 采用的标准检测物为平面的白色画纸。
(5) 针对现场实际要求,可对灵敏度进行 选择,以适应在长期使用中延长光电开关 维护周期.
应用
光电开关的各种应用.(1)利用物体对光的遮挡 作用,检测物体的通过个数,或物体是否存在;(2) 利用物体对光的直线传播性,检测是否等高排列 等;(3)将光电开关拥在流水线上,来检测产品的 个数;(4)用于材料的定位剪切控制;(5)控制液面 的上下限等.
分类
(1) 漫反射式光电开关: 它是一种集发射器和接收器于一体的传
感器,当被测物体经过时,物体将光电 开关发射的足够量的光线反射到接受器, 于是光电开关就产生了开关信号,当被 检测物体的表面光亮或其反光率极高时, 漫反射式光电开关是首选的检测模式。 用在包卷输送线和奖包输送线。

光电开关的原理及应用

光电开关的原理及应用

光电开关的原理及应用什么是光电开关光电开关是一种利用光电转换原理来实现开关功能的装置。

它通过光电传感器将光信号转换成电信号,从而实现对电路的开关控制。

光电开关的工作原理是利用发射电源发出一束光束,然后利用反射或散射光电信号来检测待测物体的接近或离开,进而实现开关的切换。

光电开关的工作原理光电开关主要由发射器、接收器和处理电路组成。

其中,发射器发射一束红外光束,接收器接收并转换该光束的反射或散射信号,处理电路对接收到的信号进行处理,并输出相应的信号。

光电开关的工作原理如下: 1. 发射器发射一束红外光束。

2. 光束照射到待测物体表面并被反射或散射。

3. 接收器接收到反射或散射的光信号。

4. 接收器将光信号转换成与光强相关的电信号。

5. 处理电路通过对接收到的电信号进行处理,判断待测物体的接近或离开状态。

6. 处理电路输出相应的控制信号,控制开关的状态。

光电开关的优势光电开关具有以下优势,因此得到了广泛的应用: - 非接触式操作:光电开关不需要物体和开关之间的直接接触,可以实现无接触式的开关控制。

- 快速响应:光电开关具有快速响应的特点,可以在微秒级别完成开关动作。

- 高灵敏度:光电开关能够检测微小的物体,对于精确控制具有重要意义。

- 长寿命:光电开关的发射器和接收器采用的是固态元件,在正常使用情况下寿命较长,能够满足各种应用需求。

光电开关的应用光电开关在工业自动化领域有着广泛的应用,下面列举几个常见的应用场景:1. 自动门控制光电开关常用于自动门控制系统中,通过检测门口是否有人经过来判断门的开启和关闭。

当人从门前经过时,光电开关会感受到人体的存在,从而触发门的自动开启机制,保证人员的便利和安全。

2. 输送带物品检测光电开关可以应用于输送带上的物品检测。

当物品经过光电开关时,光电开关能够快速检测到物体的存在与否,并触发相应的动作,比如分拣、计数或停止输送带等。

3. 轨道交通信号控制在轨道交通系统中,光电开关常用于列车进站信号控制。

光电开关的原理特点介绍

光电开关的原理特点介绍

光电开关的原理特点介绍光电开关是一种使用光电效应实现检测与控制的装置。

其原理是利用光电二极管将光信号转化为电信号,通过电路的控制完成各种功能。

光电开关具有快速、灵敏、可靠等特点,广泛应用于工业自动化领域。

下面将详细介绍光电开关的原理和特点。

一、光电开关的原理1.投光对射型:光电开关内部包含有发射器和接收器,通过发射器发出一束光,当有物体阻断光束时,光照射到接收器上,使其输出信号变化,实现检测与控制。

2.反射型:光电开关内部只有一个发射器,物体靠近光电开关时,反射出的光照射到接收器上,改变其输出信号,实现检测与控制。

二、光电开关的特点1.快速响应:光电开关以光速传播,光信号的接收和处理速度极快,通常在微秒级别,能够满足高速运动物体的检测需求。

2.高灵敏度:光电二极管作为传感器具有较高的灵敏度,能够检测低强度的光信号,甚至是红外光等其他波长的光信号。

3.可靠性强:光电开关采用无触点测量原理,因此在长时间使用中不会出现电接触问题,实现长寿命工作。

4.反应时间短:光电开关的操作速度非常快,能够在极短的时间内检测到物体的进出或阻断状态,并进行相应的控制。

5.安装方便:光电开关结构紧凑,体积小,安装方便灵活,可根据需要选择不同的安装方式,如平装、侧装、底装等。

6.适应性强:光电开关可以适应各种环境,能够在高温、低温、潮湿和强光等条件下正常工作,具有较大的适应性。

三、光电开关的应用1.工业自动化:光电开关在工业自动化领域中被广泛应用,例如物料输送线上的物体检测、流水线传感控制、机器人导航等。

2.机械设备:光电开关在机械设备中可用于物体位置检测、限位控制、旋转编码器等功能,能够对设备的操作进行准确、可靠的控制。

3.家用电器:光电开关还可以用于家电产品中,如光感灯、自动感应水龙头、红外遥控器等,提高了产品的智能化水平和使用便利性。

4.交通领域:光电开关也可以用于交通信号灯、公路监测设备等,实现交通流量的自动控制和监测。

光电开关传感器工作原理及应用

光电开关传感器工作原理及应用

光电开关传感器工作原理及应用
反射式光电开关传感器由光源和接收器组成,光源发射出光线,被物
体反射后,接收器接收到反射光信号,然后转换为电信号进行处理。

当物
体进入或离开光源和接收器之间的测量范围时,就会引起光信号的变化,
从而实现对物体的检测。

穿刺式光电开关传感器由光源和接收器组成,光源发射出一束平行光线,被要检测的物体遮挡时,光线会被物体阻挡一部分或全部,无法到达
接收器,从而引起光信号的变化。

通过检测光信号的变化,可以实现对物
体的检测和测量。

1.人体检测:光电开关传感器可以用于人体检测,例如在自动门、安
全门等场景中,当有人靠近或通过时,光电开关传感器会检测到人体的存在,从而触发门的开启或关闭。

2.物体计数:光电开关传感器可以用于物体计数,例如在流水线生产中,可以通过检测物体的通过次数来计数已生产的产品数量。

3.材料检测:光电开关传感器可以用于材料的检测和判断,例如在印
刷行业中,可以通过检测材料的颜色、透明度等参数,判断材料是否合格。

4.距离测量:光电开关传感器可以用于测量物体的距离,例如在自动
停车系统中,可以通过检测车辆与停车位之间的距离,来引导车辆停放。

5.开关控制:光电开关传感器可以用于开关的控制,例如在照明系统中,可以通过检测光线强度,控制照明的开启和关闭。

总之,光电开关传感器利用光电原理实现对物体的检测和测量,具有
广泛的应用领域,可以用于人体检测、物体计数、材料检测、距离测量和
开关控制等方面。

随着科技的进步和传感器技术的不断创新,光电开关传感器的应用领域会越来越广泛,为各种行业提供更多的便利和安全。

光电开关光电传感原理

光电开关光电传感原理

光电开关光电传感原理光电开关是一种广泛应用在自动化控制系统中的传感器装置,它利用光电传感原理实现对物体的检测和触发控制。

本文将介绍光电开关的工作原理以及在各个领域的应用。

一、光电开关的工作原理光电开关主要由光电灯发射器和光电二极管接收器组成。

发射器通过电流激励光电灯发射光束,而接收器则利用光电二极管接收光束,并将其转化成电信号。

当被检测的物体进入光电开关的光束范围内时,光束被物体所遮挡,此时光电二极管接收到的光强将降低,从而触发开关输出信号。

二、光电开关的类型和特点1. 反射型光电开关:发射器和接收器位于同一侧,通过物体对光束的反射来触发开关。

这种光电开关适用于检测无透光性的物体,如纸张、玻璃等。

2. 耳朵型光电开关:发射器和接收器分别位于两侧,当物体进入光束范围内时,遮挡住光束触发开关。

耳朵型光电开关因其形状特殊,适用于一些特殊场合的检测。

3. 平行光电开关:发射器和接收器平行排列,当物体遮挡住光束时触发开关。

这种光电开关适用于检测较大物体或需要长距离检测的场合。

光电开关的特点包括:- 高精度:光电二极管能够非常敏锐地感应到光强的变化,从而实现高精度的检测和触发控制。

- 高可靠性:光电开关采用无触点的工作原理,避免了由于接触故障而引起的信号异常或损坏情况。

- 多功能性:光电开关可根据实际需求进行设置和调节,以满足不同领域和应用场合的要求。

- 快速响应:光电开关能够实现快速的信号响应,从而提高自动化系统的工作效率。

三、光电开关的应用领域光电开关在工业自动化、物流仓储、电子设备等多个领域有着广泛的应用。

1. 工业自动化:光电开关可用于自动生产线的流水线传送带上,用来检测物体的存在和位置,实现自动控制和监控。

2. 物流仓储:光电开关可以应用于货物输送系统中,用来检测货物的进出和堆叠情况,实现自动化的仓储管理。

3. 电子设备:光电开关可以用于电子设备的开关控制,如光电鼠标、自动感应开关等。

总结:光电开关是一种基于光电传感原理的传感器装置,通过发射器和接收器之间的光束检测物体的存在和位置。

光电开关的原理和应用

光电开关的原理和应用

光电开关的原理和应用光电开关是一种基于光电效应的传感器,广泛应用于工业自动化领域中。

它通过光源发出的光线和光敏元件对光线的感知,实现对物体的检测和控制。

本文将介绍光电开关的工作原理、分类及应用。

一、光电开关的工作原理光电开关是基于光电效应的工作原理来实现对物体的检测和控制。

当光源发出光线照射到光敏元件上时,光敏元件会产生电信号。

光电开关利用这一原理,通过光源和光敏元件的组合,实现对物体的接近、测距、计数等功能。

光电开关最常用的工作原理有:反射式、散射式和透射式。

1. 反射式光电开关反射式光电开关中,光源和光敏元件被安装在一起,通过反射板或者其他反射物来实现对物体的检测。

当有物体接近反射板时,光线被遮挡,光敏元件接收到的光信号减弱或消失,从而触发光电开关的输出。

反射式光电开关适用于检测较小的物体并具有较高的检测精度。

2. 散射式光电开关散射式光电开关中,光源和光敏元件被放置在不同的位置,它们通过空气或其他介质中的散射来实现对物体的检测。

当有物体接近光电开关时,光线被散射,一部分光线被光敏元件接收到,从而触发光电开关的输出。

散射式光电开关适用于检测较大的物体和不规则物体。

3. 透射式光电开关透射式光电开关中,光源和光敏元件被分别安装在物体的两侧,物体在光电开关中间穿过。

当物体遮挡了光线的通过,光敏元件接收不到足够的光信号,从而触发光电开关的输出。

透射式光电开关适用于检测物体的存在与否、测距等应用。

二、光电开关的应用光电开关具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高等优点,因此被广泛应用于各个领域。

1. 工业自动化在工业自动化领域,光电开关常用于物体的检测与控制,如检测机械手臂的位置、检测流水线上物体的存在与否,实现自动化的生产与制造。

2. 电梯安全光电开关也适用于电梯安全系统中。

通过安装在电梯门上的光电开关,可以检测到物体是否进入电梯门的安全区域,从而避免电梯门意外关闭造成的安全隐患。

3. 交通监控在交通监控系统中,光电开关可以用于控制红绿灯的切换。

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光电开关原理及应用邓重一摘要:介绍了光电开关的原理、术语、种类和使用注意事项;并通过一些实例说明了光电开关的应用。

关键词:传感器;光电开关;原理;应用中图分类号:TP212.14 文献标识码:A一、前言光电开关是传感器大家族中的成员,它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。

由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的(即电缘绝),所以它可以在许多场合得到应用。

二、光电开关介绍1、工作原理光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。

物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。

光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

工作原理如图1所示。

多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。

图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。

2、光电开关的分类及术语解释(1)、分类①漫反射式光电开关:它是一种集发射器和接收器于一体的传感器,当有被检测物体经过时,物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器,于是光电开关就产生了开关信号。

当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时,漫反射式的光电开关是首选的检测模式。

②镜反射式光电开关:它亦集发射器与接收器于一体,光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器,当被检测物体经过且完全阻断光线时,光电开关就产生了检测开关信号。

③对射式光电开关:它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器,发射器发出的光线直接进入接收器,当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时,光电开关就产生了开关信号。

当检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可靠的检测装置。

④槽式光电开关:它通常采用标准的U字型结构,其发射器和接收器分别位于U型槽的两边,并形成一光轴,当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了开关量信号。

槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体,并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。

⑤光纤式光电开关:它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线,可以对距离远的被检测物体进行检测。

通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。

它们的工作光线示意图如图3所示。

(2)术语解释常见的术语示意图如图4所示。

①检测距离:是指检测体按一定方式移动,当开关动作时测得的基准位置(光电开关的感应表面)到检测面的空间距离。

额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。

②回差距离:动作距离与复位距离之间的绝对值。

③响应频率:在规定的1s的时间间隔内,允许光电开关动作循环的次数。

④输出状态:分常开和常闭。

当无检测物体时,常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作,当检测到物体时,晶体管导通,负载得电工作。

⑤检测方式:根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同,可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。

⑥输出形式:分NPN二线、NPN三线、NPN四线、PNP二线、PNP三线、PNP四线、AC二线、AC五线(自带继电器),及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的输出形式。

⑦指向角:见光电开关的指向角示意图,即如图4的下部三个小图所示。

⑧表面反射率:漫反射式光电开关发出的光线需要经检测物表面才能反射回漫反射开关的接受器,所以检测距离和被检测物体的表面反射率将决定接受器接收到光线的强度。

粗糙的表面反射回的光线强度必将小于光滑表面反射回的强度,而且,被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。

常用材料的反射率如表1所示。

表1 常用材料的反射率⑨环境特性:光电开关应用的环境亦会影响其长期工作可靠性。

当光电开关工作于最大检测距离状态时,由于光学透镜会被环境中的污物粘住,甚至会被一些强酸性物质腐蚀,以至其使用参数和可靠性降低。

较简便的解决方法就是根据光电开关的最大检测距离(Sn)降额使用来确定最佳工作距离。

(3)使用注意事项①红外线传感器属漫反射型的产品,所采用的标准检测体为平面的白色画纸。

②红外线光电开关在环境照度高的情况下都能稳定工作,但原则上应回避将传感器光轴正对太阳光等强光源。

③对射式光电开关最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80%。

④当使用感性负载(如灯、电动机等)时,其瞬态冲击电流较大,可能劣化或损坏交流二线的光电开关,在这种情况下,请将负载经过交流继电器来转换使用。

⑤红外线光电开关的透镜可用擦镜纸擦拭,禁用稀释溶剂等化学品,以免永久损坏塑料镜。

⑥针对用户的现场实际要求,在一些较为恶劣的条件下,如灰尘较多的场合,所生产的光电开关在灵敏度的选择上增加了50%,以适应在长期使用中延长光电开关维护周期的要求。

⑦产品均为SMD工艺生产制造,并经严格的测试合格后才出厂,在一般情况下使用均不会出现损坏。

为了避免意外性发生,请用户在接通电源前检查接线是否正确,核定电压是否为额定值。

以上各注意事项示意图见图5。

三、应用举例从图6可以看出光电开关的各种应用。

其中,图6(a)为光电开关用于对材料的定位剪切控制;图6(b)为用光电开关来控制液面位的上下限值,当液面位高于或低于上下极限液面位时,光电开关控制电路可使阈门打开或关闭,使液面位的高度保持在上下限之间;图6(c)为利用物体对光的遮挡作用,检测物体的通过个数,或物体是否存在;图6(d)为利用光的直线传播性,检验产品是否等高排列;图6(e)为将光电开关用在流水生产线上,来检测产品的个数;图6(f)为用光电开关检测液面位的高低。

四、结束语除了以上介绍的例子外,光电开关还在许多方面得到了应用,例如在行程控制、直径限制、转速检测、气流量控制等方面。

我们相信光电开关会做得越来越先进,它的应用也会越来越广泛。

传感器相关知识一、传感器的定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:"能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成"。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

二、传感器技术传感器的标定技术,即通过实验的方法以确定传感器的各种特性指标;抗干扰技术,即提高传感器的信噪比,以减少测量误差等;接口技术,即是与微型计算机组成的传感系统。

这三者被称为传感器的"软件"技术。

三、传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。

3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量("1"和"0"或"开"和"关")的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

四、传感器的静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。

因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。

表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等五、传感器的动态特性所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。

在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。

这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。

最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

很多传感器要在动态条件下检测,被测量可能以各种形式随时间变化。

只要输入量是时间的函数,则其输出量也将是时间的函数,其间关系要用动特性来说明。

设计传感器时要根据其动态性能要求与使用条件选择合理的方案和确定合适的参数;使用传感器时要根据其动态特性与使用条件确定合适的使用方法,同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。

总之,动特性是传感器性能的一个重要方面,对其进行研究与分析十分必要。

总的来说,传感器的动特性取决于传感器本身,另一方面也与被测量的形式有关。

(1)规律性的:1)周期性的:正弦周期输入、复杂周期输入;2)非周期性的:阶跃输入、线性输入、其他瞬变输入(2)随机性的:1)平稳的:多态历经过程、非多态历经过程;2)非平稳的随机过程。

在研究动态特性时,通常只能根据"规律性"的输入来考虑传感器的响应。

复杂周期输入信号可以分解为各种谐波,所以可用正弦周期输入信号来代替。

其它瞬变输入不及阶跃输入来得严峻,可用阶跃输入代表。

因此,"标准"输入只有三种;正弦周期输入、阶跃输入和线性输入。

而经常使用的是前两种。

六、传感器的线性度通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。

在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。

拟合直线的选取有多种方法。

如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。

七、传感器的灵敏度灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。

它是输出一输入特性曲线的斜率。

如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。

否则,它将随输入量的变化而变化。

灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。

例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。

提高灵敏度,可得到较高的测量精度。

但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

八、传感器的分辨力分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。

也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。

当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。

只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。

通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。

上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。

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