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倍加福超声波传感器选型

倍加福超声波传感器选型
倍加福超声波传感器选型

超声波液位传感器结构及工作原理

超声波液位传感器是一种常用的测量仪器,被广泛的应用于多个行业当中。超声波传感器是一种利用超声波的特性研制而成的传感器,具有测量精准、检测范围广、使用灵活、维护简便等优点。接下来艾驰商城小编主要来为大家介绍一下超声波液位传感器的结构及工作原理,希望可以帮助到大家。 超声波液位传感器的结构 超声波传感器主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。超声传感器的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个传感器的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能。 超声波液位传感器的工作原理 超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型,报价,采购,参数,图片,批发信息,请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/9d12937340.html,/

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计

《智能仪器仪表设计基础》 课程设计报告 单位: 学生姓名: 专业: 班级: 学号: 指导老师: 成绩: 设计时间:2013 年5月

指导老师提供的设计题目和要求 1、设计题目:基于超声波传感器的障碍物检测电路仿真设计 2、指导老师: 3、设计条件: [1]仿真软件可用Multisim10软件或者saber软件。 [2]超声波传感器详细参数: 工作频率:40KHz±1.0KHz 声压值:≥94dB(30cm/10Vrms sine wave) 灵敏度:≥-82dB/v/u bar(0dB=v/pa); 余振::≤1.2ms; -6dB方向性(度):60°±10° 电容:2000pf±10%; 最大输入电压(Vp-p):150(40KHz) 使用温度范围:-35℃—+80℃ 储藏温度范围:-40℃—+85℃ 4、设计要求: [1]设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电 路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一级带通滤波电路、二级带 通电路、回波二值化电路组成。 [2]当在超声波发射电路输入端输入VPP=5V,Vmin=0V的方波信号时,超声 波发射电路输出端能输出VPP=100V~150V,f=40KHZ的一个激励信号。 [3]当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V,f=40KHZ的正弦 波信号时,超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接 收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平 信号。 [4]附加要求:请用虚拟仪器显示各个电路模块输入端信号及输出端信号 5、参考书目 [1]胡向东,刘京诚,余成波等编著,传感器与检测技术机械工业出版社,2009 [2] 张国雄主编测控电路机械工业出版社,第4版

传感器选用的一般原则

现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。 5、稳定性

超声波传感器的使用注意事项

探测范围和大小 要探测的物体大小直接影响超声波传感器的检测范围。传感器必须探测到一定声级的声音才可以进行输出。大部件能将大部分声音反射给超声波传感器,这样传感器即可在其最远传感距离检测到此部件。小部件仅能反射较少的一部分声音,从而导致传感范围大大缩小。 探测物体的特点 使用超声波传感器探测的理想物体应体积大、平整且密度高,并与变换器正面垂直。最难探测的物体是体积小且由吸音材料制成的物体,或者与变换器呈一定角度的物体。 如果液面静止且与传感器表面垂直,探测液体就很容易。如果液面波动大,可延长传感器的响应时间,从而取波动变化的平均值以获得更一致的读数。但是,超声波传感器还不能精确探测表面为泡沫状的液体,因为泡沫会使声音的传播方向发生偏离。这时可以使用超声波传感器的反向超声模式,探测形状不规则的物体。在反向超声模式下,超声波传感器会探测一个平整背景,如墙壁。任何穿过传感器和墙壁之间的物体都会阻断声波。传感器即可通过探测该干扰来识别物体的存在。 温度导致的衰减 传感器还设计了温度补偿功能,以调节环境温度的缓慢改变。但是,它不能调节温度梯度或环境温度的快速变化。 周围是否有振动 无论是传感器本身的振动还是附近机器的振动,都可能会影响测量距离时的精确度。可在安装传感器时用橡胶防振装置来减少这类问题。有时也可使用导轨来消除或降低部件振动。 环境导致的误测 附近的物体可能会反射声波。要准确探测目标物体,必须降低或消除附近声音反射表面的影响。为了避免误测附近物体,许多超声波传感器都装有LED指示灯,用于在安装时指示操作人员,以确保正确安装传感器并降低误测风险。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有 10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路

基于超声波传感器的液位测量

基于超声波传感器的液位测量 1.摘要 超声波传感器应用广泛,其中液体液位的准确测量是实现生产过程检测和实时控制的重要保障,也是实现安全生产的重要环节。本文主要介绍液位的测量。液体罐内液位测量的方法有很多种,其中超声波传感器由于结构简单、体积小、费用低、信息处理简单可靠,易于小型化与集成化,并且可以进行实时控制,所以超声波测量法得到了广泛的应用。2.超声波概要 超声波是指频率高于20kHz的机械波,一般由压电效应或磁致伸缩效应产生;它沿直线传播,频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强;它还具有强度大、方向性好等特点,为此,利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等,其中以压电式最为常用。压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷,它是利用压电材料的压电效应来工作的:逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动,从而产生超声波,可作为发射探头;而正压电效应是将超声波振动转换成电信号,可作为接收探头。 3.检测方法选择 从测量范围来说,有的液位计只能测量几十厘米,有的却可达几十米。从测量条件和环境来说,有的非常简单,有的却十分复杂。例如:有的是高温高压,有的是低温或真空,有的需要防腐蚀、防辐射,有的从安装上提出苛刻的限制,有的从维护上提出严格的要求等。 按测量液位的感应元件与被测液体是否接触,液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触,即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住,尤其是杆式结构装置,还需有较大的安装空间,不方便安装和检修。非接触型液位测量主要有超声波液位计、微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义,这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响,也不影响被测介质,因而其适用范围较为广泛,可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合,如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 根据以上几种因素得知,超声波液位计是非接触式液位计中发展最快的一种。超声波在同一种介质中传播速度相对恒定,遇到被测物体表面时会产生反射,基于此原理研制出

压力传感器选型的三大要素

压力传感器选型的三大要素 为新项目或设备选择压力传感器时,设计师通常比较关注关键设计参数,如压力范围、电流输出、介质兼容性以及环境条件等。然而,若要根据不同的应用选出合适的传感器,除以上参数外,还需考虑其它因素,常常被忽略的设计因素:压力传递介质(充油式和非充油式)、结构和传感技术类型。这也是压力传感器选型的三大要素。 一压力传递介质(充油式vs非充油式)在压力传感行业存在多种不同的传感技术,但所有传感器都可分为两大类:充油式和非充油式。充油式传感器是指在膜片和传感元件之间采用油液作为压力传递介质的传感器,例如基于微机电系统(MEMS)的电子传感器。 充油式传感器具有材料相容性(好)、成本低、易于集成到成套传感器系统中等特点,对许多制造应用都极具吸引力。虽然应用日益普遍,但相较于非充油式传感器,仍有不少缺点。 充油式设计的缺点是故障成本高。一旦传感膜片因过压或制造缺陷而破裂,那么油液就会泄漏至应用中并污染系统。油液进入系统会损坏关键的部件,造成成数千乃至数百万美元的损失,损失程度视具体应用而异(如,代价昂贵的燃料电池系统)。更糟的是,许多系统一旦被油液污染,几乎就没有修复的可能。相比之下,非充油式设计不仅能消除因故障导致污染的可能性,而且还可承受更高的过压冲击。 二结构压力传感器在应用中的服役时间是挑选传感器的关键指标之一。一般而言,全焊接结构的传感器,设计更坚固、耐用,在许多苛刻应用中的使用寿命都较长。另外,还要考虑接头在外壳上的焊接牢固度。要知道,在应用现场,这些装置常常会暴露在影响传感器工作的非理想环境下。 确保制造商不仅能够提供多种压力接头,包括1/4”和1/8”NPT等标准口径,而且还能够视需要量身定制过程接头。即使再坚固耐用的设计也有可能受潮湿环境影响,因此部分传感器需防潮保护以防止接头引脚的四周被腐蚀。 如果担心保护传感器受恶劣环境侵蚀,则选择IP防护等级满足安装需求的传感器。传感器可提供多种IP防护等级。其中,IP65级防护的型号可提供抵御粉尘渗入和喷嘴喷水的全面保护。 IP67级防护的传感器能够防护灰尘侵入以及短暂浸泡。IP69K级防护则适用于高

倍加福接近开关如何正确选型

倍加福所提供接近开产品关,主要有:电感式接近开关、电容式接近开关、磁式接近开关等等,应用于检测金属、高温金属检测、控制阀门位置、检测固体和液体的作用,提供创新的接近传感器以满足世界范围内的自动化和过程控制市场的需求。 它即有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节。 具有使用寿命长、工作可靠、重复定位精度高、无机械磨损、无火花、无噪音、抗振能力强等特点。因此到目前为止,倍加福接近开关的应用范围日益广泛,其自身的发展和创新的速度也是特别迅速。

主要功能: 1、检验距离 检测电梯、升降设备的停止、起动、通过位置;检测车辆的位置,防止两物体相撞检测;检测工作机械的设定位置,移动机器或部件的极限位置;检测回转体的停止位置,阀门的开或关位置;检测气缸或液压缸内的活塞移动位置。 2、尺寸控制: 金属板冲剪的尺寸控制装置;自动选择、鉴别金属件长度;检测自动装卸时堆物高度;检测物品的长、宽、高和体积。 3、检测物体存在有否检测生产包装线上有无产品包装箱;检测有无产品零件。 4、转速与速度控制:控制旋转机械的转速;与各种脉冲发生器一起控制转速和转数。 5、计数及控制:检测生产线上的产品数;高速旋转轴或盘的转数计量;零部件计数。 6.检测异常 6、检测瓶盖有无;产品合格与不合格判断,检测包装盒内的金属制品缺乏与否,区分金属与非金属零件,产品有无标牌检测,起重机危险区报警,安全扶梯自动启停。 7、计量控制: 产品或零件的自动计量,检测计量器、仪表的指针范围而控制数或流量,检测浮标控制测面高度和流量,检测不锈钢桶中的铁浮标,仪表量程下限的控制,水平面控制。 8、识别对象:根据载体上的码识别是与非。 9、信息传送:ASI(总线)连接设备上各个位置上的传感器在生产线(50-100米)中的数据往返传送等。 倍加福接近开关的选型: 对于不同的材质的检测体和不同的检测距离,应选用不同类型的倍加福接近开关,以使其在系统中具有高的性能价格比,为此在选型中应遵循以下原则: 1、当检测体为金属材料时,应选用高频振荡型倍加福接近开关,该类型倍加福接近开关对铁镍、A3钢类检测体检测灵敏。

百科资料,德国倍加福

德国倍加福 德国倍加福分布 倍加福是德国有名的机械自动化产品专家,他的产品已经走向全国。 总部设于德国曼海姆,分公司遍及六大洲,德国倍加福公司(P+F)是全球自动化行业中久负盛名的专业传感器公司。倍加福作为全球自动化领域的电子传感与零部件的生产主导者,凭借不断的创新,恒久的质量保证,稳健的发展,保证了迄今六十余年的辉煌成就。倍加福在全球范围内拥有5200名员工,位于德国,美国,新加坡,匈牙利,印度尼西亚和越南的生产基地几乎全部通过了ISO9001的质量认证。 作为工业领域的生产主导者,旨在满足全球范围内的特定市场需求。我们提供电感式、电容式、光电、超声波以及识别系统、条码视觉系统、旋转编码器、位置测量系统、接线装置,以及其他备件的整套产品类别。 德国倍加福产品 工厂自动化的产品类别 电感式接近开关 电容式接近开关 磁式传感器 光电传感器 工业视觉 超声波传感器 旋转编码器 定位系统 倾角与加速度传感器 As-interface总线 识别系统 逻辑控制单元 过程自动化产品类别

隔离栅 齐纳栅 信号处理器 现场总线结构 远程I/o hart接口解决方案 液位测量 腐蚀监测 分离报警系统 德国倍加福(上海桂伦) 上海桂伦自动化设备有限公司集科工贸于一体的大型自动化有限公司,专业从事工业自动化工程项目设计、安装、调试等服务和代理销售各类进口名牌电气及自动化产品的民营高新技术企业,相当规模的电气产品分销商及工业自动化系统集成商。成立于2006年,总部坐落于上海市闸北区市北工业新区,拥有独立进出口权,超大的物流中心。立足上海,业务辐射全国。 从事世界知名传感器,安全栅、隔离栅,可编程控制器,变频器,低压电器以及气动液压,仪器仪表,机电产品销售与工程配套服务;过程自动化、工厂电气自动化集成,工业自动化领域内产品销售与承接自动化工程的高新技术企业。服务于石油,化工行业、水利行业、冶金行业、设备制造、烟草机械、包装机械、机床制造、汽车、船舶、纺织等众多行业。 经过多年的不懈努力,公司在自动化领域产品供应及自动化工程,系统结成等方面积累了丰富的经验,与众多国际著名的机电行业一线品牌及众多多业厂商密切合作,形成了一个稳定而高效的全球化国际供应链体系,竭尽全力为客户提供全方位的最佳服务。

传感器选用的基本原则

传感器选用的基本原则 现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。 但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给

工业中常用的传感器

什么是传感器? 传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能 将感受到的信息,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。 特点: 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 传感器在工业中的应用: 化学传感器在石化工业中的应用 石油化工产业对国民经济有重要影响,整个石化工业领域包括:上游的轻油裂解炼油厂、中游的塑料中间原料厂和属于下游的塑料加工及塑料化工厂等。在上述各类工厂的生产工艺过程中经常会不同程度的产生或排放一些污染性 石油化工产业对国民经济有重要影响,整个石化工业领域包括:上游的轻油裂解炼油厂、中游的塑料中间原料厂和属于下游的塑料加工及塑料化工厂等。在上述各类工厂的生产工艺过程中经常会不同程度的产生或排放一些污染性有 害气体如:h2s、so2、nox、voc、co、ch4、nh3、cl2等,因此,除需使用各种化学传感器来检测这些有害排放物质之外,还将它们用于生产工艺过程的控制、工业安全保障、工艺卫生、环保与污染防止等多项用途。尤其是在生产安全和环境保护方面越来越引起各方面的高度重视。 目前石化工厂对许多化学物质的检测,主要依靠使用各种化学传感器,在石化工厂中比较常见的化学传感器有:加氢裂解反应工艺过程检测h2泄漏或 h2s排放的传感器,锅炉燃烧过程的sox和nox排放及内燃机等的燃烧过程控制的o2浓度的检测传感器,以及制造工艺所排放的voc的监测等。使用化学传感器可快速准确的检测待测物或排放物的种类与浓度,传感器对不论液相还是气相的化学物质或污染物质,在分析检测过程中都起着重要作用,并且随着化学传感

传感器的选择

方案一压电传感器 压电传感器是一种典型的有源传感器,又称自发电式传感器。其工作原理是基于某些材料受力后在其相应的特定表面产生电荷的压电效应。 压电传感器体积小、重量轻、结构简单、工作可靠,适用于动态力学量的测量,不适合测频率太低的被测量,更不能测静态量。目前多用于加速度和动态力或压力的测量。压电器件的弱点:高内阻、小功率。功率小,输出的能量微弱,电缆的分布电容及噪声干扰影响输出特性,这对外接电路要求很高。 方案二电容式传感器 电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容变化的一种传感器。它有结构简单、灵敏度高、动态响应好、可实现非接触测量、具有平均效应等优点。电容传感器可用来检测压力、力、位移以及振动学非电参量。 电容传感器的基本工作原理可用最普通的平行极板电容器来说明。两块相互平行的金属极板,当不考虑其边缘效应(两个极板边缘处的电力线分布不均匀引起电容量的变化)时,其电容量为 () 式()中 d——两极板间的距离; A——两平行极板相互覆盖的有效面积; ε——介质的相对介电常数; r ε——真空中介电常数。 o ε三个参量中任一个发生变化,都会引起电容量的变化,若被测量的变化使式中d、A、 r 通过测量电路就可转换为电量输出。 虽然电容式传感器有结构简单和良好动态特性等诸多优点,但也有不利因素: (1)小功率、高阻抗。受几何尺寸限制,电容传感器的电容量都很小,一般仅几皮法 X=1/ωC很大,为高阻抗元件,负载能力差;又因其视在至几十皮法。因C太小,故容抗 C uωC ,C很小,则P也很小。故易受外界干扰,信号需经放大,并采取抗干扰措功率P=2 o 施。 (2)初始电容小,电缆电容、线路的杂散电路所构成的寄生电容影响很大。 方案三电阻应变式传感器 电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应,将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件,其工作原理是基于材料的电阻应变效应,电阻应变片即可单独作为传感器使用,又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。 导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后,由于应变量及相应电阻变化一般都很微小,难以直接精确测量,且不

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计报告

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计报告

《智能仪器仪表设计基础》 课程设计报告 单位: 学生姓名: 专业: 班级: 学号:

指导老师: 成绩: 设计时间:2013 年5月 指导老师提供的设计题目和要求 1、设计题目:基于超声波传感器的障碍物检测电路仿真设计 2、指导老师: 3、设计条件: [1]仿真软件可用Multisim10软件或者saber软件。 [2]超声波传感器详细参数: 工作频率:40KHz±1.0KHz 声压值:≥94dB(30cm/10Vrms sine wave) 灵敏度:≥-82dB/v/u bar(0dB=v/pa); 余振::≤1.2ms; -6dB方向性(度):60°±10° 电容:2000pf±10%; 最大输入电压(Vp-p):150(40KHz) 使用温度范围:-35℃—+80℃ 储藏温度范围:-40℃—+85℃ 4、设计要求: [1]设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发 射电路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一级带通滤波电路、二级带通电路、回波二值化电路组成。 [2]当在超声波发射电路输入端输入VPP=5V,Vmin=0V的方波信号时, 超声波发射电路输出端能输出VPP=100V~150V,f=40KHZ的一个激

励信号。 [3]当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V,f=40KHZ的正 弦波信号时,超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。 [4]附加要求:请用虚拟仪器显示各个电路模块输入端信号及输出端信号 5、参考书目 [1]胡向东,刘京诚,余成波等编著,传感器与检测技术机械工业出版社,2009 [2] 张国雄主编测控电路机械工业出版社,第4版 一、摘要 本次仿真实验设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一阶低通滤波电路、二级低通电路、回波二值化电路组成。在本次应用Multisim10软件仿真实验过程中我们用555定时器产生了0~5V的方波激励信号,并通过升压激励电路最终能输出VPP=100V~150V,f=40KHZ的一个激励信号。 而当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V,f=40KHZ的正弦波信号时,超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。 二、相关电路概述及原理简介 1、超声波传感器 超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波传感器的脉冲电压幅值,有效地进行电/声转换,增大超声波的发射距离,并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号。超声波发射与回波接收电路如图3所示(画出一路,其他三路与该路一样)。

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计

基于超声波传感器的障碍物检测课程设计

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《智能仪器仪表设计基础》 课程设计报告 ? 单位: 学生姓名: 专业: 班级: 学号: 指导老师: 成绩: 设计时间:2013年5月

指导老师提供的设计题目和要求 1、设计题目:基于超声波传感器的障碍物检测电路仿真设计 2、指导老师: 3、设计条件: [1]仿真软件可用Multisim10软件或者saber软件。 [2]超声波传感器详细参数: 工作频率:40KHz±1.0KHz 声压值:≥94dB(30cm/10Vrmssine wave) 灵敏度:≥-82dB/v/u bar(0dB=v/pa); ?余振::≤1.2ms; ?-6dB方向性(度):60°±10° ?电容:2000pf±10%; 最大输入电压(Vp-p):150(40KHz) 使用温度范围:-35℃—+80℃ 储藏温度范围:-40℃—+85℃ 4、设计要求: [1]设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电 路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一级带通滤波电路、二级带通电路、回波二值化电路组成。 [2]当在超声波发射电路输入端输入VPP=5V,Vmin=0V的方波信号时,超 声波发射电路输出端能输出VPP=100V~150V,f=40KHZ的一个激励信号。 [3]当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V,f=40KHZ的正弦 波信号时,超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。 [4]附加要求:请用虚拟仪器显示各个电路模块输入端信号及输出端信号 5、参考书目 [1]胡向东,刘京诚,余成波等编著,传感器与检测技术机械工业出版社,2009

传感器的分类 及特性以及选择

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。 三、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。 四、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。

超声波传感器选型要点与典型的应用举例

超声波传感器的基本原则 超声波传感器是利用传感器头部的压振陶瓷的振动,产生高频人耳听不见的声波来进行感应的,如果这声波碰到了某个物体,传感器就能接收到返回波。传感器通过声波的波长和发射声波以及接收到返回声波的时间差就能确定物体的距离,比较具有代表性的,一个传感器可以通过按钮的设定来拥有近距离和远距离两种设定,无论物体在那一种界限里,传感器都可以检测到。例如:超声波传感器可以安装在一个装液体的池子上,或者是一个装小球的箱子上,向这个容器发出声波,通过接收到返回波的时间长短就能确定这个容器是满的、空的或者是部分满的。 超声波传感器还有使用的是独立的发射器和接收器的型号,当检测缓慢移动的物体,或者需要快速响应或者在潮湿环境中应用时,这种对射示或者叫分离式的超声波传感器就非常适用。在检测透明物体、液体,检测光滑、粗糙和有光泽的,半透明材料的物体表面,和检测不规则物体时,超声波传感器都是首选。超声波传感器不适用的情况有:户外,极热的环境,有压力的容器内,同样不能检测有泡沫的物体。 超声波传感器选型要点: 范围和尺寸:被检测的物体的尺寸大小会影响超声波传感器的最大有效范围,传感器必须探测到一定级别的声波才能被激励输出信号https://www.wendangku.net/doc/9d12937340.html,,一个较大的物体可以将大部分声波反射给传感器,所以传感器可以在它的最大限度内对此物体进行感应,而一个小物体只能反射很少的声波,这样就明显地减小了感应的范围。 被测物:能运用超声波传感器进行检测的最理想的物体应该是大型、平坦、高密度的物体,垂直放置面对着传感器感应面。最难检测的是那些面积非常小,或者是可以吸收声波的材料制作的,比如泡沫塑料,或者是角面对着传感器的。一些比较困难被检测的物体可以先对物体的背景表面进行示教,再对放在传感器和背景之间的物体作出反应。 用于液体测量时需要要液体的表面垂直面对超声波传感器,如果液体的表面非常不平整,那么传感器的响应时间要调的更长一些,它会将这些变化做个平均,可以比较固定的读取。 在Retrosonic模式下使用超声波传感器,使得探测不规则物体也成为可能,在retrosonic模式下,超声波传感器可以先探测一个平整的背景,如一面墙,当任何物体通过传感器和墙之间的时候,就会阻碍声波,传感器感应到了中断,便会意识到出现了物体。 振动:无论是传感器本身还是周围机械的振动,都会影响距离测量的精确度,这时可以考虑采取一些减震措施,例如:用橡胶的抗震设备给传感器做一个底座,可以减少振动,用固定杆也可以消除或者最大程度的减少振动。 衰减:当周围环境温度缓慢变化的时候,有温度补偿的超声波传感器可以做出调整,但是如果温度变化过快,传感器将无法做出调整。 误判:声波可能会被附近的一些物体反射,比如导轨或者固定夹具,为了确保检测的可靠性,必须减少或者

基于超声波传感器的水箱水位控制

计算机控制技术课程设计 自动化与电气工程学院

基于超声波传感器的水箱水位控制系统 1课程设计目的 超声波技术是一门以物理、电子、机械、以及材料科学为基础的、各行各业都可使用的通用技术之一。超声波技术是通过超声波的产生、传播以及接收的物理过程完成的。该技术在国民经济中,对提高产品质量,保障生产安全和设备安全运作,降低生产成本,提高生产效率特别具有潜在能力。因此,我国对超声波的研究特别活跃。 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。 该课程设计是通过相关超声波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。 图1 设计原理图 2设计方案及原理 超声波测距的方法本设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量水箱水位后反射回来,经

反射后由超声波接收器接收脉冲,其所经历的时间即往返时间,往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离。 图2 设计原理图 传感器的位置距离水箱顶部20cm,水箱高度为100cm。 假定s为被测物体到测距仪之间的距离,测得的时间为t/s,超声波传播速度为v/m·s-1表示,则有关系式(2-1) s=vt/2 (2-1) 在精度要求较高的情况下,需要考虑温度对超声波传播速度的影响,温度的变化会变成扰动,按式(2-2)对超声波传播速度加以修正,以减小误差。 v=331.4+0.607T (2-2) 式中,T为实际温度单位为℃,v为超声波在介质中的传播速度单位为m/s。 表2-7 声速与温度的关系表 温度(摄氏度)-30 -20 -10 0 10 20 30 100 声速(米/秒)313 319 325 323 338 344 349 386 在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速c是基本不变的,计算时取c 为340m/s。如果测距精度要求很高,则可通过改变硬件电路增加温度补偿电路的方法或者在硬件电路基本不变的情况下通过软件改进算法的方法来加以校正,我做的PID控制中不断修改算法,在扰动中的不断控制,模拟了温度对于超声波传感器的影响和对液位计算的影响,在实际测量时利用单片机的计时功能实现距离的测量。

传感器的选择和影响因素

传感器的选择和主要技术参数 传感器是每个检测仪的核心元件,是重要的生命安全组件,保证测量结果的可信性 (1)根据测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器 即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号方式;传感器的来源;价格;还是自行研制。 (2)灵敏度的选择 一般在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混人。也会被放大系统放大,影响测量度。 (3)频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围。必须在允许的频率范围内保持不失真的测量条件。实际上传感器的响应总会有一定的延迟。 (4)线性范围 传感器的线性范围是指输出与输人成正比的范围。理论上传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时。当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。实际上任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范圃内,可将非线性误差较小的传感器近似看做线性的,这会给测量带来极大的方便。 (5)稳定性 传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境,因此要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。 (6)精度 精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵。因此传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。 深安旭传感技术是国内唯一专注智能传感技术核心部件研发的高新技术企业,专业从事多种气体传感器的研发,生产,销售和服务。 影响气体传感器读数的因素大约分为以下这些: 1.气体浓度

传感器选型指导

传感器选型指导 下面的每种传感器-电化学型、催化型、固态型、红外线和光电离探测器的应用都必须满足区域内空气的质量和安全所要求的标准。一些基本的要求如下: 1.传感器将被设计成为小型、外表粗糟的小盒子。传感器必 须适用于危险地点和苛刻的环境,同时它必须是防爆的。传感器必须是合算的,是为在工业生产区域内使用而设计的,安置的费用也是合理的。 2.对于便携式仪器,仪器具有合理的能源消耗,仪器所选的 电源为市场容易得到的电池。仪器体积小、方便,容易携带。在工业 环境中使用非常安全。由于使用在危险区域,仪器必须具有安全合格证。 3.仪器的操作和维护将是很容易完成,只要工厂内的职工经 过简单的专业培训即可。 4.安装固定传感器时,在某一周期内,传感器的功能将会达 到连续可靠,该周期长达30天。传感器在工业环境下至少工作二年或更长,在合理的费用基础之上进行更新和替换。传感器可安装在由控制器或计算机控制的集散系统管理的多点系统中。 5.仪器的费用是合理的。为了有效的保护某一区域,可安装 多个传感器。 本手册讨论了五种传感器中的四种,均满足以上的标准。只有光电离探测器除外。光电离探测器是一种好的探测器,但是受到光的限制,因为它有相对短的寿命和频繁的维护要求,不适合固定点应用。然而,只要用户考虑了限制的条件,固定的光电离探测器还是可用的。 其他类型的传感器虽然满足以上的标准,但也有一些限制。例如,热传导传感器大部分应用于高 浓度,而不常用于气体监视。 选择传感器所考虑的因素 就传感器而言,经常问的问题之一是:“什么传感器最好?”。当然,这个问题不能一两句就说清楚。每个传感器有自己的性能和限制,因此一个给定传感器的适应性很大程度取决于使用过程中的应用。因此为了选择一个正确的传感器,首先必须确定应用的要求。102页总图显示了各种应用的要求和检测的技术。制造厂商提供传感器的粗略的标定。

超声波传感器在使用中的常见问题及处理方法

超声波传感器应用起来原理简单,也很方便,成本也很低。但是目前的超声波传感器都有一些缺点,比如,反射问题,噪音,交叉问题。 反射问题 如果被探测物体始终在合适的角度,那超声波传感器将会获得正确的角度。但是不幸的是,在实际使用中,很少被探测物体是能被正确的检测的。其中可能会出现几种误差:三角误差、镜面反射、多次反射。 噪音 虽然多数超声波传感器的工作频率为40-45Khz,远远高于人类能够听到的频率。但是周围环境也会产生类似频率的噪音。比如,电机在转动过程会产生一定的高频,轮子在比较硬的地面上的摩擦所产生的高频噪音,机器人本身的抖动,甚至当有多个机器人的时候,其它机器人超声波传感器发出的声波,这些都会引起传感器接收到错误的信号。这个问题可以通过对发射的超声波进行编码来解决,比如发射一组长短不同的音波,只有当探测头检测到相同组合的音波的时候,才进行距离计算。这样可以有效的避免由于环境噪音所引起的误读。 交叉问题 交叉问题是当多个超声波传感器按照一定角度被安装在机器人上的时候所引起的。超声波X发出的声波,经过镜面反射,被传感器Z和Y获得,这时Z 和Y会根据这个信号来计算距离值,从而无法获得正确的测量。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/9d12937340.html,。

传感器选型的六大要素

要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。 2、灵敏度的选择 通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号。 传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。 3、频率响应特性 传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。 传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。 在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差。 4、线性范围 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

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