傳感器組成簡介

傳感器組成一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路三部分組成, 有時還需外加輔助電源提供轉(zhuǎn)換能量，敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適合于傳輸或測量的電信號部分。由于傳感器輸出信號一般都很微弱，因此傳感器輸出的信號一般需要進行信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換、放大、運算與調(diào)制之后才能進行顯示和參與控制。

隨著半導體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用，已經(jīng)實現(xiàn)了將傳感器的信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路與敏感元件一起集成在同一芯片上的傳感器模塊和集成電路傳感器，如集成溫度傳感器 AD590，DS18B20 等。

傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、變換電路和輔助電源四部分組成，如圖1 所示。

圖1 傳感器的組成

敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號；轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號；變換電路負責對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進行放大調(diào)制；轉(zhuǎn)換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

磁柵式傳感器由磁柵、磁頭和檢測電路組成。

磁柵式傳感器磁柵

磁柵是在不導磁材料制成的柵基上鍍一層均勻的磁膜，并錄上間距相等、極性正負交錯的磁信號柵條制成的。圖N│N和S│S分別為正負極性的柵條。

磁柵式傳感器磁頭

磁頭有動態(tài)磁頭(速度響應(yīng)式磁頭)和靜態(tài)磁頭（磁通響應(yīng)式磁頭）兩種。動態(tài)磁頭有一個輸出繞組，只有在磁頭和磁柵產(chǎn)生相對運動時才能有信號輸出。靜態(tài)磁頭有激磁和輸出兩個繞組，它與磁柵相對靜止時也能有信號輸出。靜態(tài)磁頭是用鐵鎳合金片疊成的有效截面不等的多間隙鐵心。激磁繞組的作用相當于一個磁開關(guān)。當對它加以交流電時，鐵心截面較小的那一段磁路每周兩次被激勵而產(chǎn)生磁飽和，使磁柵所產(chǎn)生的磁力線不能通過鐵心。只有當激磁電流每周兩次過零時，鐵心不被飽和，磁柵的磁力線才能通過鐵心。此時輸出繞組才有感應(yīng)電勢輸出。其頻率為激磁電流頻率的兩倍，輸出電壓的幅度與進入鐵心的磁通量成正比，即與磁頭相對于磁柵的位置有關(guān)。磁頭制成多間隙的是為了增大輸出,而且其輸出信號是多個間隙所取得信號的平均值，因此可以提高輸出精度。靜態(tài)磁頭總是成對使用,其間距為(m 1/4)λ，其中m為正整數(shù),λ為磁柵柵條的間距。兩磁頭的激勵電流或相位相同,或相差л/4。輸出信號通過鑒相電路或鑒幅電路處理后可獲得正比于被測位移的數(shù)字輸出。