📜  无源传感器

📅  最后修改于: 2020-11-24 06:34:50             🧑  作者: Mango


无源换能器是产生无源元件变化的换能器。我们将考虑无源元件,例如电阻器,电感器和电容器。因此,根据选择的无源元件,我们将获得以下三个无源换能器。

  • 电阻传感器
  • 感应式换能器
  • 电容式传感器

现在,让我们一一讨论这三个无源换能器。

电阻传感器

当无源传感器产生电阻值的变化(变化)时,它被称为电阻传感器。下式为金属导体的电阻R。

$$ R = \ frac {\ rho \:l} {A} $$

哪里,

$ \ rho $是导体的电阻率

$ l $是导体的长度

$ A $是导体的横截面积

电阻值取决于三个参数$ \ rho,l $和$ A $。因此,我们可以基于三个参数$ \ rho,l $和$ A $中之一的变化来制作电阻式传感器。这三个参数中任何一个的变化都会改变电阻值。

  • 电阻R与导体的电阻率$ \ rho $成正比。因此,随着导体的电阻率$ \ rho $增大电阻值,R也增大。类似地,随着导体的电阻率$ rho $减小电阻值,R也减小。

  • 电阻R与导体的长度$ l $成正比。因此,随着导体的长度,$ l $增加电阻值,R也增加。类似地,随着导体的长度,$ 1 $减小电阻值,R也减小。

  • 电阻R与导体的截面积$ A $成反比。因此,随着导体的截面积,$ A $增加电阻值,R减小。类似地,随着导体的截面积,$ A $减小电阻值,R增大。

感应式换能器

当无源换能产生电感值的变化(变化)时,可以说是无源换能器。电感的电感L的以下公式。

$ L = \ frac {N ^ {2}} {S} $公式1

哪里,

$ N $是线圈匝数

$ S $是线圈的匝数

下式为线圈的磁阻,S。

$ S = \ frac {l} {\ mu A} $公式2

哪里,

$ l $是磁路的长度

$ \ mu $是磁芯的磁导率

$ A $是磁通量流过的磁路面积

用公式1代替公式2。

$$ L = \ frac {N ^ {2}} {\ left(\ frac {l} {\ mu A} \ right)} $$

$ \ Rightarrow L = \ frac {N ^ {2} \ mu A} {l} $等式3

从公式1和公式3,我们可以得出结论,电感值取决于三个参数$ N,S $&$ \ mu $。因此,我们可以基于三个参数$ N,S $和$ \ mu $中之一的变化来制造感应式换能器。因为,这三个参数中任何一个的变化都会改变电感值。

  • 电感L与线圈匝数的平方成正比。因此,随着线圈匝数的增加,$ N $会增加电感值,$ L $也会增加。类似地,随着线圈匝数,$ N $减小电感值,$ L $也减小。

  • 电感$ L $与线圈的磁阻$ S $成反比。因此,随着线圈的磁阻,$ S $增大电感值,$ L $减小。类似地,由于线圈的磁阻,$ S $减小电感值,$ L $增加。

  • 电感L与磁芯的磁导率$ \ mu $成正比。因此,随着铁心的导磁率,\\ mu $会增加电感值,L也会增加。类似地,随着磁芯的导磁率降低电感值,L也降低。

电容式传感器

当无源换能器产生电容值的变化(变化)时,它称为电容性换能器。以下公式为平行板电容器的电容C。

$$ C = \分数{\ varepsilon A} {d} $$

哪里,

$ \ varepsilon $是介电常数或介电常数

$ A $是两个板块的有效面积

$ d $是两个板块的有效面积

电容值取决于三个参数$ \ varepsilon,A $和$ d $。因此,我们可以基于三个参数$ \ varepsilon,A $和$ d $之一的变化来制作电容式传感器。因为,这三个参数中任何一个的变化都会改变电容值。

  • 电容C与电容率$ \ varepsilon $成正比。因此,随着电容率$ \ varepsilon $增大电容值,C也增大。类似地,随着电容率$ \ varepsilon $减小电容值,C也减小。

  • 电容C与两个极板有效面积$ A $成正比。因此,随着两块板的有效面积的增加,$ A $会增加电容值,C也会增加。类似地,随着两个极板的有效面积,$ A $减小电容值,C也减小。

  • 电容C与两个极板之间距离成反比,即$ d $。因此,随着两个极板之间的距离的增加,$ d $增大电容值,C减小。类似地,随着两个板之间的距离,$ d $减小电容值,C增加。

在本章中,我们讨论了三种无源换能器。在下一章中,让我们讨论每个无源换能器的示例。