有源传感器的概念、工作原理及类型

传感器是一种电气设备，主要功能是将物理量变为等效的电信号。大多数电气系统的输入是电信号，但可以通过使用电技术将非电信号转换为等效的电信号。

一般来说，传感器主要包括两个组件，即传感元件和换能元件。热电偶是传感器的最佳应用示例，它产生的电压相当于两种不同金属连接处的热量。传感器分为有源传感器和无源传感器两大类。

什么是有源传感器?

将非电量变为电量的传感器称为有源换能器。非电量的最佳例子是压力、温度和光照。因此，根据选择的非电数量，有不同类型的有源换能器。

有源传感器不需要额外的源。它的设计简单，分辨率低。最好的例子是热电偶、测速发电机、光伏电池等。

有源传感器工作原理

有源换能器的最佳示例是压电晶体，如下图所示。这种晶体的主要特性是一旦施加外部的力就会产生o/p电压。这种晶体的排列可以在两个金属电极之间完成，一旦外力施加到晶体上，就可以在晶体上感应出电压，类似于转换器的工作原理。

有源传感器的类型

有源传感器分为压电式、光电和热电三种类型。

压电传感器;它是一种有源换能器，其主要功能是产生电量，这个电量等于输入的压力。产生压电效应的物质有石英、罗谢尔盐和电气石三种。压电效应可以通过这三种物质表现出来。

光电传感器;它是一种有源换能器，其主要功能是产生与光输入的照度相等的电量。该换能器在两种情况下工作，当光落在换能器上时，它会产生电子。类似地，该换能器由于电子向阳极的吸引力而产生电流。

热电传感器;它产生与输入温度相等的电量的传感器。这些传感器的最佳示例是热敏电阻型和热电偶型。其中，热敏电阻的温度系数是负的，因为一旦温度升高，电阻就会降低，其好处是它可以产生稳定且快速的响应;而热电偶型传感器为输入端的等效温度变化产生一个o/p电压。一旦将不同的金属线连接在一起以进行两个连接，那么整个布置就可以称为热电偶。

有源传感器的选择注意事项

要选择有源传感器，必须考虑以下几点因素：

输出阻抗必须低，输入阻抗必须高，这样才能避免负载效应。

必须准确无误。

应该能够抵抗冲击、压力、振动等。

必须具有良好的分辨率。

必须在酸性环境中工作。

对于需要的信号，它必须是敏感的，它必须对不必要的信号不敏感。

尺寸应该很小

一个好的传感器必须体积小、重量轻、灵敏度高、成本低。

关于传感器的常见问题

1、传感器的种类有哪些?

答：主要有两种类型，即有源换能器和无源传感器。

2、基于电现象的传感器有哪些类型?

答：它们是电阻式、电容式、电感式、光电式和光伏式。

3、有源传感器和无源传感器的主要区别是什么?

答：有源传感器在不使用外部电源的情况下产生输出，而无源传感器使用外部电源。

4、什么是无源传感器?

答：使用外部电源将能量从非电能量转换为电能量的换能器称为无源传感器。

5、RTD是有源设备还是无源设备?

答：RTD是一种无源器件。

6、哪种设备被称为自发电换能器?

答：有源传感器被称为自发电传感器，因为它们会产生自身的电流或电压。

总结

以上就是关于有源传感器的概念和基础知识内容介绍。目前有源传感器在控制工程、仪器仪表领域等不同领域发挥着关键作用，其主要功能是将能量从非电能转换为电能。