无源传感器
无源传感器是一种产生无源元件变化的传感器。我们将考虑电阻、电感和电容等无源元件。因此,我们将根据选择的无源元件得到以下三种无源传感器。
- 电阻传感器
- 电感传感器
- 电容传感器
现在,让我们逐一讨论这三种无源传感器。
电阻传感器
当无源传感器产生电阻值的变化(改变)时,它被称为电阻传感器。金属导体的电阻R的公式如下。
$$R=\frac{\rho \:l}{A}$$
其中:
ρ为导体的电阻率
l为导体的长度
A为导体的横截面积
电阻值取决于三个参数ρ、l和A。因此,我们可以根据三个参数ρ、l和A中的一个参数的变化来制作电阻传感器。这三个参数中的任何一个参数的变化都会改变电阻值。
电阻R与导体的电阻率ρ成正比。因此,随着导体电阻率ρ的增加,电阻R的值也增加。同样,随着导体电阻率ρ的减小,电阻R的值也减小。
电阻R与导体的长度l成正比。因此,随着导体长度l的增加,电阻R的值也增加。同样,随着导体长度l的减小,电阻R的值也减小。
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的增加,电阻R的值减小。同样,随着导体横截面积A的减小,电阻R的值增加。
电感传感器
当无源传感器产生电感值的变化(改变)时,它被称为电感传感器。电感的电感L的公式如下。
L=N²/S 公式1
其中:
N为线圈的匝数
S为线圈的磁阻
线圈磁阻S的公式如下。
S=l/μA 公式2
其中:
l为磁路的长度
μ为磁芯的磁导率
A为磁通通过的磁路面积
将公式2代入公式1。
$$L=\frac{N^{2}}{\left (\frac{l}{\mu A} \right )}$$
⇒ L=N²μA/l 公式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和μ。因此,我们可以根据三个参数N、S和μ中的一个参数的变化来制作电感传感器。因为,这三个参数中的任何一个参数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的增加,电感L的值也增加。同样,随着线圈匝数N的减小,电感L的值也减小。
电感L与线圈磁阻S成反比。因此,随着线圈磁阻S的增加,电感L的值减小。同样,随着线圈磁阻S的减小,电感L的值增加。
电感L与磁芯磁导率μ成正比。因此,随着磁芯磁导率μ的增加,电感L的值也增加。同样,随着磁芯磁导率μ的减小,电感L的值也减小。
电容传感器
当无源传感器产生电容值的变化(改变)时,它被称为电容传感器。平行板电容的电容C的公式如下。
$$C=\frac{\varepsilon A}{d}$$
其中:
ε为介电常数
A为两极板的有效面积
d为两极板间的距离
电容值取决于三个参数ε、A和d。因此,我们可以根据三个参数ε、A和d中的一个参数的变化来制作电容传感器。因为,这三个参数中的任何一个参数的变化都会改变电容值。
电容C与介电常数ε成正比。因此,随着介电常数ε的增加,电容C的值也增加。同样,随着介电常数ε的减小,电容C的值也减小。
电容C与两极板的有效面积A成正比。因此,随着两极板有效面积A的增加,电容C的值也增加。同样,随着两极板有效面积A的减小,电容C的值也减小。
电容C与两极板间的距离d成反比。因此,随着两极板间距离d的增加,电容C的值减小。同样,随着两极板间距离d的减小,电容C的值增加。
本章我们讨论了三种无源传感器。在下一章中,让我们讨论每种无源传感器的示例。