在自动化与智能化时代,传感器如同设备的感官神经。本文系统梳理温度、压力及其他常用工业传感器的分类与工作原理,为工程选型提供清晰指引。
温度传感器:感知环境冷暖
温度测量是工业控制的基础环节,不同原理的传感器适用于特定场景。
接触式测温器件
- 热电偶: 利用两种金属接点温差产生塞贝克效应电压,耐高温且响应快,常用于工业炉监测。
- 热电阻(RTD): 依赖铂或镍金属电阻随温度变化的特性,精度高稳定性好,适合实验室及精密设备。
- 热敏电阻: 半导体材料电阻对温度敏感,分为NTC(阻值随温度升高下降)与PTC(阻值随温度升高上升)两类,成本低体积小。
非接触式测温方案
红外温度传感器通过检测物体发射的红外辐射能量推算温度,适用于运动物体或危险环境测温。(来源:国际电工委员会标准)
压力传感器:捕捉力的作用
压力测量在过程控制与安全系统中至关重要,核心转换原理决定其特性。
主流压力传感技术
- 压阻式传感器: 利用硅晶片受压变形导致电阻值变化(压阻效应),结构紧凑响应快,占工业应用主流。
- 电容式传感器: 通过压力引起电容极板间距变化检测压力值,功耗低且抗干扰性强。
- 压电式传感器: 某些晶体材料受压产生电荷(压电效应),擅长动态压力测量如发动机缸压监测。
其他常用工业传感器
除温度压力外,这些传感器在设备中扮演关键角色。
光电与磁传感
- 光电传感器: 通过发射接收光束检测物体存在、距离或表面特征,分为对射式、反射式等。
- 霍尔传感器: 感应磁场变化输出电信号,广泛应用于电机转速测量、位置检测领域。
运动与环境感知
- 加速度传感器: 检测物体运动加速度,用于振动分析、姿态控制。
- 气体传感器: 识别特定气体成分浓度,在环境监测与安防系统中不可或缺。
