E+H恩德斯豪斯电感式电导率传感器

电导率传感器发展概况

万方数据

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电导率传感器发展概况 作者：周明军， 尤佳， 秦浩， 傅巍， 刘其中， 徐振忠， ZHOU Ming-jun， YOU Jia， QIN Hao， FU Wei， LIU Qi-zhong， XU Zhen-zhong 作者单位：周明军,尤佳,秦浩,傅巍,徐振忠,ZHOU Ming-jun,YOU Jia,QIN Hao,FU Wei,XU Zhen- zhong(中国电子科技集团公司第四十九研究所,黑龙江,哈尔滨,150001)， 刘其中,LIU Qi- zhong(第二炮兵驻哈军代室,黑龙江,哈尔滨,150036) 刊名： 传感器与微系统 英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES 年，卷(期)：2010,29(4) 参考文献(28条) 1.邱善乐一种新型感应式电导率传感器的设计 2005(48) 2.张兆英海水电导率、温度和深度测量技术探讨 2003(4) 3.万明球半导体行业中超纯水的质控 2004(112) 4.傅卫卫.应伯根工业水处理过程中电导率测量方法的研究 1999(2) 5.徐海滨双向电流法测量溶液电导 1995(5) 6.陈怡.李平电磁式电导浓度仪 1997(1) 7.甄宝贵一种特殊类型的工业电导仪 1998(4) 8.兰敬辉溶液电导率测量方法的研究 2002 9.郑鹏电导率仪检定中存在的若干问题 2006(6) 10.马艺馨电阻层析成象技术及其在气/液两相泡状流检测中的应用 1999 11.Dickin F J.Wang M Eletrical resistance tomography for process applications 1996(3) 12.Hua P.Woo E J.Webster J G Using compound eletrodes in electrical impedance tomography 1993(1) 13.Kotre C J A sensitivity coefficient method for the reconstruction of electrical impedance tomograms 1989(3) 14.李建国开放式四电极电导率传感器的研制与实验 2005(3) 15.方初良电导式分析仪表 1984 16.李建国高性能七电极电导率传感器技术研究 2009(2) 17.Kotre C J A sensitivity coefficient method for the reconstruction of electrical impedance tomograms 1989(3) 18.刘铁军工程电导测试技术及应用研究 2006 19.Shadpour H.Hupert M L.Patterson D Muhichannel microchip electrophoresis device fabricated in polycarbonate with an integrated contact conductivity sensor array 2007(3) 20.Jordana J.Gasulla M.Pallàs-Areny R Electrical reisitance tomography to detect leaks from buried pipes 2001(8) 21.Sansen W.Geeraerts B.Petegen WV Electrical impedance tomography systems based on voltage drive 1992(Supp13) 22.Kim Y.Woo H W A prototype system and reconstruction algorithms for electrical impedance technique in medical body image 1987(Supp8) 23.Brown B H.Seagar A D The Sheffield data collection system 1987(Supp8) 24.魏颖电阻层析成象技术(ERT)及其在两相流测量中的应用研究 2001

利用压力传感器实现液位控制系统的设计课程设计报告1

目录 一、前言 (4) （一）概述 (4) （二）发展前景 (4) （三）设计思想 (4) 二、液位控制系统分析 (5) （一）液位控制系统的工作原理 (5) （二）液位控制的实现方式 (5) 1、简单的机械式控制方式 (5) 2、复杂控制系统控制方式 (5) 3、方案选择 (6) 三、液位控制系统的设计 (6) （一）硬件设计 (6) 1、传感器的选用 (6) 2、放大器的选用 (7) 3、比较器的选用 (8) 4、三极管电子开关 (9) 5、继电器的选择 (10) 6、输出显示部分 (10) （二）调试过程 (10) 1、液位控制系统模型框图 (11) 2、调试 (11) 五、遇到的问题分析 (11) 六、总结 (12) 参考文献 (12)

液位控制系统设计 一、前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器。液位控制在多个领域都有使用，所以实现其自动化检测具有非常重要的意义。通过压力传感器实现液位控制系统，具有体积小，实际应用系统简单实用，成本低，效益好；具有较高的性能价格比；系统不易受到干扰，可靠性高等优势。 （一）概述 在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外，还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。在该液位控制系统的设计方案中，所使用的传感器为六角测压测重传感器，将水重量产生的压强转化为电压值输出，通过对电压大小的控制，从而实现传感器在液位控制中的功能。（二）发展前景 由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。 国外液位控制系统的发展已相当成熟，我们国内也在朝着这方面努力，而且好多企业与国际接轨，有了不菲的成绩。比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。总的来说，发展方向有： (1)高速化，高效化，低能耗。提高液位控制系统的工作效率，降低生产成本。 (2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。 (3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了充分的条件。智能化不仅仅体现的在液位控制，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有与液面不接触的特点。 （三）设计思想 该课程设计是通过相关硬件组合调试实现对液位高度的控制，通过一系列的放大比较将模拟信号转化为数字化的信号，然后通过对数字信号的各种处理实现类比，将液位高度的变化通过数字信号的不同反映出来，显示结果，实现对液位高度的实时监控。 通过在水箱底部安装压电传感器，水箱水位高度发生变化时，引起水压强产生波动，然后传感器把水压转换成电压信号，经放大器放大后输送到电压比较器。经比较后的输出电压有高低两种电平，若为低电平则表明水位正常，高电平时启动接在后面的三极管电子开关，集电极继电器导通，电流流经发光二极管，从而实现水位的显示控制。

一般规格书电导率传感器

General 电导率 EXA SC Specifications 探头/传感器 ■ 概要 YOKOGAWA 提供监测或控制液体和溶液中电导率值的优良的在线分析仪器。 现在，YOKOGAWA 提供四线制电导率控制器（SC402G ），两线制电导率变送器（SC200、SC202）和盘装式的电导率控制器（SC150）。 当使用控制器或变送器时，为了能精确地测量液体电导率值，YOKOGAWA 也将提供各种传感器。 YOKOGAWA 的控制器/变送器与其传感器相结合可满足苛刻的要求。YOKOGAWA 的仪器除可以进行标准电厂和化工应用方面传统的水质测量以外，还满足不断增长的半导体和医药等行业的超纯水需求。

■ 电导率传感器类型 ■ 传感器测量范围 注意： 在高电导率的液体或被污染的液体中使用，传感器有可能被极化。 极化可能降低被测量液的电导率值。 ﹡四电极系统 ■ 技术参数 1、 SC4A ：带针形接头的电缆（可用于SC150、 SC402G 和SC202） 测量对象：测量溶液的电导率值 测量原理：两电极系统 电极常数：0.02cm -1 、0. 1 cm -1 测量范围： 0.03-200μS/cm （电极常数：0.02cm -1 ） 0.2μS/cm -10mS/cm （电极常数：0. 1 cm -1 ） 温度范围：

电极，0-100℃ 流通池，见图1 电极消毒： 在135℃（275℉）下蒸汽持续消毒30分钟。 压力范围： 电极，0-1MPa 流通池，见图1 图1 流通池（选项：/PS、/PF、/SA1、/SA2、/SB1、/SB2、/SC1）温度和压力的容许值范围 样液条件： 虽然在测量时没有限制流速，要获得正确的 测量值，气泡不能混合在样液中。 温度电极：Pt1000 材料： 壳体和电极： SUS316L（用于所有支架型）或钛（仅适用于接头安装类型-AD），氟橡胶 O形圈。 绝缘材料：PEEK 安装接头： 聚偏二氟乙烯（仅用于/PF）或SUS316L （用于其它） 重量： 电极： ·接头安装型{SC4A-S-AD- 09-002-05}约 450g； ·接头安装型（SC4A-S-AD-15-002-05）约 520g； ·焊接头型（SC4A-S-SA-NN- 002-0.5）约 670g； ·1-1.5"焊接夹型（SC4A-S-SB- NN-002-05） 约550g； · 2"焊接夹型（SC4A-S-SC-NN-002-05） 约670g。 （注）SC4A的电极中有不同的重量，要了解每种类型电极更准确的重量请按下列参数计 算。电缆重75g/m ，0.02cm-1电极常数的 SC4A比0. 1 cm-1电极常数的SC4A重15g。 SUS314L电极比钛电极重40g。 接头： 3/4"不锈钢接头（/PS）约110g； 3/4"PVDF接头（/PF）约35g； 直焊接头（/SA1）约300g； 150弯焊接头（/SA2）约320g； 1"焊接夹（/SB1）约330g； 1.5"焊接夹（/SB2）约305g； 2"焊接夹（/SC1）约350g。 2、SC8SG：带针形接头的电缆（可用于SC150、 SC402G和SC202） 测量对象：测量液体中电导率值 测量原理：电极方法 电极常数：0.01cm-1或10 cm-1（两电极系统） 10 cm-1（四电极系统） 测量范围： 0.05-100μS/cm（电极常数：0.01cm-1） 0.1 -1000mS/cm（电极常数：10 cm-1） 温度范围： 电极，0-100℃(对电极常数为0.01cm-1电导 池，最高温度可达130℃，带聚偏二乙烯流 通池除外)。 压力范围： 最大1000KPa.( 带聚偏二乙烯流通池的电 导池，最大压力为500 KPa) 样液流速： 虽然在应用中没有特别限制流速，建议流过 电导池的流速低于20l/min。 （注）测量时液体流速的大小没有限制。但是当用流通式电导池时，若被测液内含有粘稠 物，当流速很高时电极或液体室的内壁就可 能被剧烈磨损。为了获得准确的测量值，样 液中不能有气泡。 温度补偿用电阻(RTD)： Pt1000（在电极内部） 结构： 防水包装（符合日本国内的产品标准JIS C0920 重量： 旋入式—约1.3kg（电缆除外）； 流通式—(SCS14池体），约3.1kg（电缆除 外）； 流通式—（SCS14池体，镶边）约4.5kg （电

传感器的发展 2

传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件，是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。现在电信号是最易于处理和便于传输的信号。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 假如把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被丈量并转换成相应输出量，对系统的质量起决定性作用。自动化程度越高，系统对传感器要求越高。在今天的信息时代里，信息产业包括信息采集、传输、处理三部分，即传感技术、通讯技术、计算机技术。现代的计算机技术和通讯技术由于超大规模集成电路的飞速发展，而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其本钱低廉且使用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、本钱等已难以满足而逐渐被淘汰。世界很多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。 一、发展史 传感技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，他与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。传感器开始受到普遍重视，从80年代起，逐步在世界范围内掀起了一股“传感器热”。美国国防部曾把传感器技术视为22项关键技术之一，日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心技术，日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。德国视军用传感器为优先发展技术，英法等国对传感器的开发投资逐年升级，原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。正是由于世界各国的普遍重视的投入开发，传感器发展十分迅速，在近几十年来其产量及市场需求年增长率均在10%以上。目前世界上从事传感器研制生产单位已增至5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家，日本有800余家。 传感器.不像计算机这么大型复杂的东西.那样的话人们会就清楚的记录它的历史了温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调查，1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感

电阻应变片压力传感器设计

《电阻应变片的压力传感器设计》 题目电阻应变片的压力传感器设计时间 201608 班级 2014级 姓名 序号 指导教师 教研室主任 系教学主任 2016年08月 前言

随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 本次课程设计的是一个大量程称重传感器，测量范围为1t到100t。 本次课程设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。 传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。 目录

传感器技术的发展

传感器技术的发展 摘要：本文从传感器的发展历史、应用现状、以及发展趋势等三方面介绍了传感器的发展。主要介绍了目前应用广泛的汽车行业中的传感器的应用、电子鼻和电子舌等传感器在味觉、嗅觉、触觉等的应用，以及生物领域中传感器的应用。 关键词：传感器功能电子系统生物传感器微生物电子产品 The development of sensor technology Abstract: This paper introduces the development of the sensor from the sensor development history, application status and development trend of three aspects, etc.. This paper introduces the application of the sensor is widely used in the automobile industry, the application of electronic tongue and nose, taste, olfactory, tactile sensors in the sensor, and the application in the field of biology. Keywords: sensor functions in electronic systems for the microbial biosensor electronic products 传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件，是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统 中不可缺少的元件。 一、传感技术的发展史 传感技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，他与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。传感器开始受到普遍重视，从80年代起，逐步在世界范围内掀起了一股“传感器热”。美国国防部曾把传感器技术视为22项关键技术之一，日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心技术，日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。德国视军用传感器为优先发展技术，英法等国对传感器的开发投资逐年升级，原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。正是由于世界各国的普遍重视的投入开发，传感器发展十分迅速，在近几十年来其产量及市场需求年增长率均在10%以上。目前世界上从事传感器研制生产单位已增至5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家，日本有800余家[1]。 传感器.不像计算机这么大型复杂的东西.那样的话人们会就清楚的记录它的历史了温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调查，1990年，温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始，人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 二、传感器的应用

实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移

实验三-霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、-电导率和迁移

实验三霍尔效应法测量半导体的载流子浓度、 电导率和迁移率 一、实验目的 1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。 2．学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量并绘制试样的VH－IS 和 VH－IM 曲线。 3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。 二、实验原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。对于图（1）（a）所示的N 型半导体试样，若在X 方向的电极D、E 上通以电流Is，在Z 方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力： 其中e 为载流子（电子）电量，V为载流

子在电流方向上的平均定向漂移速率，B 为磁感应强度。 无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg 的方向均沿Y 方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在Y 方向即试样A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A、A′两侧产生一个电位差VH，形成相应的附加电场E—霍尔电场，相应的电压VH 称为霍尔电压，电极A、A′称为霍尔电极。电场的指向取决于试样的导电类型。N 型半导体的多数载流子为电子，P 型半导体的多数载流子为空穴。对N 型试样，霍尔电场逆Y 方向，P 型试样则沿Y 方向，有 显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与Fg 方向相反的横向电场力：

其中EH 为霍尔电场强度。 FE 随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e EH 与洛仑兹力eVB相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有 设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度V Is 与的关系为 由（3）、（4）两式可得 即霍尔电压VH（A、A′电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样厚度d成反比。比例系数称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。由式（5）可见，只要测出VH （伏）以及知道Is（安）、B（高斯）和d（厘米）可按下式计算RH。

压电传感器课程设计

压电式传感器的应用 一：概述 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能, 并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置，是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。 压电式传感器是典型的有源传感器。当压电材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力，机械冲击与振动的测量，以及声学，医学，力学，宇航，军事等方面都得到了非常广泛的应用。本文就压电传感器的工作原理和应用做相关介绍。 二：基本原理 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 三：应用原理 压电式传感器的应用原理就是利用压电材料的压电效应这个特性，即当有力作用在压电元件上时，传感器就有电荷输出。由于外力作用在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，故需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。 压电元件作为压电式传感器的核心，在受外力作用时，其受力和变形方式大

国内外传感器现状及发展趋势

引言3正文3 1.传感器的开发3气体传感器3温度传感器6 2. 传感器的现状及发展趋势8传感器发展的三个阶段8我国传感器的现状9传感器的发展方向与途径10欧美传感器发展趋势11传感器的宏观技术特点分析17 3.传感器的精度问题18消除传感器零点误差和零点漂移的方法18提供直流供电电源的稳定性方法18统一和标准化保证传感器精度19传感器的标校19敏感元件的质量控制19精度的结构防护技术20传感器补偿技术21 4.传感器的品牌22称重传感器22压力传感器22流量传感器22

位移传感器23温湿度传感器23液位传感器23传感器的一些竞争品牌24中国的传感器基地24

引言 随着科学技术的发展,检测技术巳应用于人类科研、生产、生活等活动中。检测技术既是服务于其它学科的工具,又是综合运用其它多门学科最新成果的尖端技术。因此检测技术的发展是科学技术和生产发展的重要基础,也是一个国家生产力发展和现代化程度的重要标志。而研究检测技术的进步总是从检测的新方法与新对象来考虑。但不论是检测方法的更新还是检测对象的扩展,都与传感器的开发有着密切的联系,也就是说检测技术的发展,如果离开传感器的开发那是绝对不行的。 正文 1.传感器的开发 气体传感器 气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置，气体传感器通常是用来检测气体的类别、浓度和成分。气体传感器的种类很多，分类方法也各不相同。按气体传感器的材料分，可分为半导体型和非半导体型。应用广泛的气体传感器有：半导体型气体传感器、固体电解质气体传感器、电化学传感器、光学气体传感器等。 1.半导体型气体传感器 这种类型的传感器在气体传感器中约占60%，根据其机理分为电阻型半导体气体传感器和非电阻型半导体气体传感器。 电阻型半导体气体传感器 电阻型半导体气体传感器是将气体浓度的变化转变成电阻值变化的一种传感器，典型的电阻型半导体气体传感器材料是322e n nO O F O Z S 、、等因为这些材料存在气敏效应，当表面吸附某种气体时会引起电导率的变化，作为传感器，还要求这种反应必须是可逆的。 电阻型半导体气体传感器中应用最广泛的是气敏元件，其工作原理是和空气中电子亲和性大的气体发生反应形成吸附氧束缚晶体中的电子。使器件处于高阻状态，当它与被测气体

传感器课程设计 压力计的设计论文

一、概述 1.1、相关背景和应用简介 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号，如应变式，通过弹性元件变形而导致电阻变化；压电式，利用压电效应等。工业生产控制过程中，压力是一个很重要的参数。例如，利用测量大气压力来间接测量海拔高度；在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程；在气象预测中，测量压力来判断阴雨天气。因此，压力计的设计拥有广阔的市场前景。这种压力传感器能比较精确和快速测量，尤能测量动态压力，实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等，因而得到迅速发展和广泛应用。本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计，使得测量得到的压力能够数码管显示。 1.2总体设计方案 本设计是通过以单片机为主的压力测量系统。压力的测量是通过把压力信号转换为电信号，再通过A/D （ADC0808）转化把电信号转换为数字量后，再由单片机（AT89C51）进行处理，最后把数字量显示在LED 显示屏上。原理图如图1-1所示 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 图1-1 压力计原理方框图 压力 传感器 LED 显示屏 单片机 A/D 转换 电信号测量

图2-1 数字压力计系统硬件设计框图 二、硬件电路的设计 2.1传感器的选型 力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器，光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 在选择合适的压力传感器过程中，了解介质的特点尤为重要。 介质的腐蚀性如何，导电性如何。根据介质的这些属性选用相应类型的传感器。 介质温度范围如何，一是介质的经常性的温度范围为多少，根据此信息选择补偿温度与其范围一致的传感器，二是介质的最高温度范围，根据此信息选择使用温度范围一致的传感器。 若以上两点如果选择不正确，极有可能损害传感器甚至引起事故。 设计仿真时由于PROTEUS 中没有传感器，因此用一个范围为75~150分压电路代替传感器的输出电流，使的仿真得以进行。（滑动变阻器） 2.2传感器接口电路设计 最小系统 复位电路 A/D 转换电路 测量电压输入 显示系统 A T89C51 P0 P1 P1 P2

电感式传感器

电感式传感器 电感式传感器 inductance type transducer 电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。 电感式传感器具有以下特点：（1）结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。（2）灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。（3）线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传感器非线性误差可达0.05%~0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。 下面分别介绍:自感式传感器、互感式传感器、电涡流式传感器 1、 自感式传感器。 由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：①

无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。 1、变间隙型电感传感器 这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻（图1）。它的灵敏度和非线性都随气隙的增大而减小，因此常常要考虑两者兼顾。δ一般取在0.1～0.5毫米之间。 2、变面积型电感传感器 这种传感器的铁芯和衔铁之间的相对覆盖面积（即磁通截面）随被测量的变化而改变,从而改变磁阻（图2）。它的灵敏度为常数，线性度也很好。 3、螺管插铁型电感传感器 它由螺管线圈和与被测物体相连的柱型衔铁构成。其工作原理基于线圈磁力线泄漏路径上磁阻的变化。衔铁随被测物体移动时改变了线圈的电感量。这种传感器的量程大，灵敏度低，结构简单，便于制作。 二、互感式传感器（差动变压器） 一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压装置。用于测量位移、压力、振动等非电量参量。它既可用于静态测量，也可用于动态测量。

霍尔系数和电导率测量

实验5 霍尔系数和电导率测量 1． 实验目的 ⑴ 通过实验加深对半导体霍尔效应的理解； ⑵ 掌握霍尔系数和电导率的测量方法，了解测试仪器的基本原理和工作方法。 2． 实验容 测量样品从室温至高温本征区的霍尔系数和电阻率。要求： ⑴ 判断样品的导电类型； ⑵ 求室温杂质浓度，霍尔迁移率； ⑶ 查阅迁移率或霍尔因子数据，逼近求解载流子浓度和迁移率； ⑷ 用本征区()T R H 数据，由(21)式编程计算样品材料的禁带宽度； ⑸ 本征导电时，()Lp Ln qn μμσ+≈。μ与23-T 成正比，所以()kT E T C g 2exp 23''-=-σ，那么由()T T 1~ln 23σ或由T 1~ln σ实验曲线的斜率求出禁带宽度E g 。 ⑹ 对实验结果进行全面分析、讨论。 3． 实验原理 ⑴ 霍尔效应 如图1所示的矩形半导体，在X 方向通过一密度为j x 的电流，在Z 方向加一均匀磁场（磁感应强度为B ）,由于磁场对运动电荷（速度为x v ）有一个洛伦兹力，在Y 方向将引起

电荷的积累，在稳定情况下，将形成平衡洛伦兹力的横向电场Y E 。这就是大家熟知的霍尔效应。其霍尔系数定义为 ()1Z X Y H B J E R ?= 由0=-B qv qE x Y ，可以导出H R 与载流子浓度的关系式，它们是 P 型 ()21 qp R H = N 型 ()31 qn R H - = 如果计及载流子速度的统计分布，关系式变为 P 型 ()41qp R p H H ???? ??=μμ N 型 ()51qn R n H H ???? ??-=μμ 同时考虑两种载流子时有 ()() ()622nb p q nb p R H H +-?=μμ 式中，q 是电子电荷，p n b μμ=，p n μμ,分别是电子和空穴的迁移率，H μ是霍尔迁移率。()p n H ,μμ称为霍尔因子，其值与能带结构和散射机构有关。例如非简并半导体，长声学波散射时，18.183==πμμH ；电离杂质散射时，93.1=μμH ；对于高简并半导体和强磁场条件时，[]11=μμH 。 对于主要只有一种载流子的n 型或p 型半导体，电导率可以表示为n qn μσ=或p qp μσ=，这样由（4）或（5）式有 ()7ρμσμ?==H H H R ()8ρ μH H R = 由上述关系式可见，霍尔系数和电阻率的联合测量能给出载流子浓度和霍尔迁移率，而且结合迁移率对掺杂浓度、温度的数据或霍尔因子掺杂浓度、温度的数据，可以逼近求得载流子浓度和载流子迁移率。 载流子浓度是温度的函数。室温饱和区杂质全部电离，D s N n =，A s N p =，其值可由

基于电阻应变片的压力传感器设计

前言 随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 本次课程设计的是一个大量程称重传感器，测量范围为1t到100t。 本次课程设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。 传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。

一般规格书 电导率传感器

General 电导率 EXA SC Specifications 探头/传感器 ■ 概要 YOKOGAWA 提供监测或控制液体和溶液中电导率值的优良的在线分析仪器。 现在，YOKOGAWA 提供四线制电导率控制器（SC402G ），两线制电导率变送器（SC200、SC202）和盘装式的电导率控制器（SC150）。 当使用控制器或变送器时，为了能精确地测量液体电导率值，YOKOGAWA 也将提供各种传感器。 YOKOGAWA 的控制器/变送器与其传感器相结合可满足苛刻的要求。YOKOGAWA 的仪器除可以进行标准电厂和化工应用方面传统的水质测量以外，还满足不断增长的半导体和医药等行业的超纯水需求。

■ 电导率传感器类型 ■ 传感器测量范围 注意： 在高电导率的液体或被污染的液体中使用，传感器有可能被极化。 极化可能降低被测量液的电导率值。 ﹡四电极系统 ■ 技术参数 1、 SC4A ：带针形接头的电缆（可用于SC150、 SC402G 和SC202） 测量对象：测量溶液的电导率值 测量原理：两电极系统 电极常数：0.02cm -1、0. 1 cm -1 测量范围： 0.03-200μS/cm （电极常数：0.02cm -1） 0.2μS/cm -10mS/cm （电极常数：0. 1 cm -1 ） 温度范围：

电极，0-100℃ 流通池，见图1 电极消毒： 在135℃（275℉）下蒸汽持续消毒30分钟。 压力范围： 电极，0-1MPa 流通池，见图1 图1 流通池（选项：/PS、/PF、/SA1、/SA2、/SB1、/SB2、/SC1）温度和压力的容许值范围 样液条件： 虽然在测量时没有限制流速，要获得正确的 测量值，气泡不能混合在样液中。 温度电极：Pt1000 材料： 壳体和电极： SUS316L（用于所有支架型）或钛（仅适用于接头安装类型-AD），氟橡胶 O形圈。 绝缘材料：PEEK 安装接头： 聚偏二氟乙烯（仅用于/PF）或SUS316L （用于其它） 重量： 电极： ·接头安装型{SC4A-S-AD- 09-002-05}约 450g； ·接头安装型（SC4A-S-AD-15-002-05）约 520g； ·焊接头型（SC4A-S-SA-NN- 002-0.5）约 670g； ·1-1.5"焊接夹型（SC4A-S-SB- NN-002-05） 约550g； · 2"焊接夹型（SC4A-S-SC-NN-002-05） 约670g。 （注）SC4A的电极中有不同的重量，要了解每种类型电极更准确的重量请按下列参数计 算。电缆重75g/m ，0.02cm-1电极常数的 SC4A比0. 1 cm-1电极常数的SC4A重15g。 SUS314L电极比钛电极重40g。 接头： 3/4"不锈钢接头（/PS）约110g； 3/4"PVDF接头（/PF）约35g； 直焊接头（/SA1）约300g； 150弯焊接头（/SA2）约320g； 1"焊接夹（/SB1）约330g； 1.5"焊接夹（/SB2）约305g； 2"焊接夹（/SC1）约350g。 2、SC8SG：带针形接头的电缆（可用于SC150、 SC402G和SC202） 测量对象：测量液体中电导率值 测量原理：电极方法 电极常数：0.01cm-1或10 cm-1（两电极系统） 10 cm-1（四电极系统） 测量范围： 0.05-100μS/cm（电极常数：0.01cm-1） 0.1 -1000mS/cm（电极常数：10 cm-1） 温度范围： 电极，0-100℃(对电极常数为0.01cm-1电导 池，最高温度可达130℃，带聚偏二乙烯流 通池除外)。 压力范围： 最大1000KPa.( 带聚偏二乙烯流通池的电 导池，最大压力为500 KPa) 样液流速： 虽然在应用中没有特别限制流速，建议流过 电导池的流速低于20l/min。 （注）测量时液体流速的大小没有限制。但是当用流通式电导池时，若被测液内含有粘稠 物，当流速很高时电极或液体室的内壁就可 能被剧烈磨损。为了获得准确的测量值，样 液中不能有气泡。 温度补偿用电阻(RTD)： Pt1000（在电极内部） 结构： 防水包装（符合日本国内的产品标准JIS C0920 重量： 旋入式—约1.3kg（电缆除外）； 流通式—(SCS14池体），约3.1kg（电缆除 外）； 流通式—（SCS14池体，镶边）约4.5kg（电

基于单片机的压力传感器实验

课程设计说明书题目：压力传感器设计 学院（系）： 年级专业：电子信息科学与技术 学号： 学生姓名： 指导教师：

目录 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2 第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------2 1.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------3 1.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------4 1.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5 第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------5 2.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------5 2.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------8 2.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------12 2.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14 第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------14 3.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14 第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15 附录-----------------------------------------------------------------------------------------------------16 程序设计--------------------------------------------------------------------------------------16 参考文献资料---------------------------------------------------------------------------------25 实物图--------------------------------------------------------------------------------------25