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工程自动化监测的传感器有哪些类型?
发布时间:2025-01-27    0
工程自动化监测的传感器类型繁多,按测量的物理量可分为位移传感器、应力应变传感器、压力传感器等,以下是一些常见的类型:

位移传感器


  • 光纤光栅位移传感器:利用光纤光栅的布拉格反射波长与应变、温度的关系,将位移变化转化为波长变化进行测量。具有抗电磁干扰、精度高、可分布式测量等优点,适用于长期监测和复杂电磁环境下的位移测量,如大坝、桥梁等结构的变形监测。

  • 激光位移传感器:通过发射激光束,测量激光束从发射到被物体反射回来的时间或相位差,计算出传感器与物体之间的距离变化,从而得到位移量。具有非接触式测量、精度高、响应速度快等特点,常用于建筑施工中的基坑位移监测、起重机的位置控制等。

  • 电感式位移传感器:基于电磁感应原理,当衔铁随被测物体产生位移时,会改变线圈的电感量,通过测量电感量的变化来确定位移大小。具有结构简单、工作可靠、分辨率高等优点,可用于机械加工中的位移测量、建筑结构的微小位移监测等。

应力应变传感器


  • 电阻应变片:是一种基于金属丝或半导体材料的电阻应变效应工作的传感器。当被测物体发生变形时,粘贴在物体表面的应变片也随之变形,导致其电阻值发生变化,通过测量电阻值的变化来计算物体的应变。具有体积小、重量轻、测量精度高、价格便宜等优点,广泛应用于各种工程结构的应力应变测量,如桥梁、建筑、机械构件等。

  • 振弦式应变传感器:利用钢弦的自振频率与所受拉力的关系,将应变转化为钢弦的频率变化进行测量。具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点,常用于大坝、隧道等大型工程结构的长期应力应变监测。

  • 光纤应变传感器:基于光纤的弹光效应,当光纤受到应变作用时,其折射率和几何尺寸会发生变化,从而导致光在光纤中传播的相位、波长等特性发生改变,通过测量这些光信号的变化来获取应变信息。具有抗腐蚀、抗电磁干扰、可分布式测量等优点,适用于恶劣环境下的工程结构应变监测,如海底隧道、核电站等。

压力传感器


  • 压电式压力传感器:基于压电材料的压电效应,当压力作用在压电材料上时,会产生与压力成正比的电荷或电压信号。具有频率响应高、灵敏度高、体积小等优点,常用于动态压力测量,如发动机燃烧压力监测、液压系统压力监测等。

  • 压阻式压力传感器:利用半导体材料的压阻效应,当压力作用于传感器的敏感元件时,敏感元件的电阻值会发生变化,通过测量电阻值的变化来测量压力。具有精度高、线性度好、温度稳定性好等特点,广泛应用于工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域的压力测量。

  • 电容式压力传感器:基于电容原理,当压力作用于传感器的弹性膜片时,膜片会发生变形,导致电容极板之间的距离或面积发生变化,从而使电容值发生改变,通过测量电容值的变化来测量压力。具有灵敏度高、响应速度快、功耗低等优点,常用于微小压力测量和高精度压力监测。

其他传感器


  • 加速度传感器:用于测量物体的加速度,常见的有压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器等。在工程自动化监测中,可用于监测桥梁、建筑等结构在地震、风荷载等作用下的振动加速度,评估结构的动力响应和安全性。

  • 温度传感器:用于测量环境温度或物体的温度,如热电偶、热电阻、热敏电阻等。在工程监测中,温度传感器可用于监测混凝土结构的内部温度变化,防止混凝土因温度应力而产生裂缝;也可用于监测电气设备的温度,确保设备安全运行。

  • 湿度传感器:用于测量环境湿度,常见的有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。在一些对湿度要求较高的工程环境中,如地下工程、文物保护工程等,湿度传感器可实时监测环境湿度,以便采取相应的防潮、除湿等措施。

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