无源传感器


无源换能器是产生无源元件变化的换能器。我们将考虑电阻器、电感器和电容器等无源元件。因此,根据我们选择的无源元件,我们将得到以下三种无源传感器。

  • 电阻式传感器
  • 电感式传感器
  • 电容式传感器

现在,让我们一一讨论这三种无源传感器。

电阻式传感器

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。以下公式表示金属导体的电阻R。

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

在哪里,

$\rho$ 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,我们可以根据三个参数 $\rho、l$ 和 $A$ 之一的变化来制作电阻传感器。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,随着导体电阻率 $\rho$ 电阻值的增加,R 也会增加。类似地,随着导体电阻率 $\rho$ 电阻值减小,R 也减小。

  • 电阻 R 与导体长度$l$成正比。因此,随着导体长度 $l$ 电阻值的增加,R 也会增加。类似地,随着导体长度 $l$ 的减小,电阻值也会减小,R 也会减小。

  • 电阻 R 与导体的横截面积$A$成反比。因此,随着导体横截面积 $A$ 电阻值的增加,R 会减小。类似地,随着导体横截面积 $A$ 减小,电阻值 R 增大。

电感式传感器

当无源传感器产生电感值的变化(变化)时,它被称为电感传感器。以下公式表示电感器的电感L。

$L=\frac{N^{2}}{S}$方程1

在哪里,

$N$是线圈的匝数

$S$是线圈的匝数

线圈的磁阻S的公式如下。

$S=\frac{l}{\mu A}$方程 2

在哪里,

$l$是磁路长度

$\mu$ 是磁芯的磁导率

$A$ 是磁通流过的磁路面积

将公式 2 代入公式 1。

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

$\Rightarrow L=\frac{N^{2}\mu A}{l}$方程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 $N、S$ 和 $\mu$。因此,我们可以根据三个参数 $N、S$ 和 $\mu$ 之一的变化来制作电感式传感器。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$N$增加,电感值$L$也增加。同样,随着线圈匝数$N$减小,电感值$L$也减小。

  • 电感 $L$ 与线圈磁阻$S$成反比。因此,随着线圈磁阻的增加,$S$ 增大电感值,$L$ 减小。类似地,随着线圈磁阻$S$的减小,电感值$L$增大。

  • 电感 L 与磁芯磁导率$\mu$成正比。因此,随着磁芯磁导率 $\mu$ 的增加,电感值也会增加,L 也会增加。同样,随着磁芯磁导率$\mu$的减小,电感值也随之减小,L也随之减小。

电容式传感器

当无源传感器产生电容值的变化(变化)时,它被称为电容传感器。以下公式计算平行板电容器的电容 C。

$$C=\frac{\varepsilon A}{d}$$

在哪里,

$\varepsilon$ 是介电常数或介电常数

$A$是两块板的有效面积

$d$是两块板的有效面积

电容值取决于三个参数$\varepsilon、A$ 和$d$。因此,我们可以根据三个参数 $\varepsilon、A$ 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 与介电常数$\varepsilon$成正比。因此,随着介电常数 $\varepsilon$ 的增加,电容值也会增加,C 也会增加。类似地,随着介电常数 $\varepsilon$ 的减小,电容值也会减小,C 也会减小。

  • 电容 C 与两个极板的有效面积$A$成正比。因此,随着两块板的有效面积$A$增大,电容值也增大,C也增大。同样,随着两块板的有效面积$A$减小,电容值也减小,C也减小。

  • 电容 C与两个极板之间的距离$d$成反比。因此,随着两块板之间的距离 $d$ 增大,电容值 C 减小。类似地,随着两块板之间的距离 $d$ 减小,电容值 C 增大。

在本章中,我们讨论了三种无源传感器。在下一章中,让我们讨论每个无源传感器的示例。