HBM傳感器把外界不同的物理量、化學量和生物量變換成容易處理的電量并輸出。HBM傳感器的構(gòu)成形式有多種，有在變換中不需要加入能量的無源變換和需要加入能量的有源變換，其基本形式如圖1-1所示，共分為七種。圖1-1（a）是傳感器最基本的構(gòu)成形式，是僅有傳感元件的最簡單的一種，這種形式稱為P型，如熱電偶可直接把被測熱源變成電量，壓電元件可把壓力變成電荷。圖1-1（b）是使用電源等動力源對傳感器進行激勵，從而得到輸出信號，這種形式稱為A型傳感器，如話筒中駐極體可把聲音變成電量，差動變壓器可把位移變成電量，它們都需要電源激勵。有時采用磁鐵作為輔助能源，將這種傳感器稱為B型傳感器圖1-1（c），如磁電式轉(zhuǎn)速傳感器。圖1-1（d）中傳感元件隨輸入的信號而改變本身的阻抗特性，不加以改造是得不到輸出信號的，必須設(shè)計包括傳感元件在內(nèi)的變換回路，并將動力源提高能源才能得到輸出信號，這種形式稱作 C型HBM傳感器，如熱敏電阻測量溫度需把熱敏電阻設(shè)計成橋路檢測。


 

在大多數(shù)情況下，HBM傳感器特性受周圍環(huán)境的影響，在這些影響不能忽略時，必須采取措施以消除這些影響。 圖1-1（e）、（f）、（g）是一些有效的組成方法。在圖1-1（e）中，使用兩個原理和特性完全一樣的傳感元件，其中一個接受輸入信號，另一個不接受輸入信號，兩個傳感元件對環(huán)境的特性變化是不同的。虛設(shè)一個傳感元件的目的在于抵消環(huán)境條件對接受輸入信號的傳感元件的影響。這種形式稱為 D 型傳感器，大多需要動力源。如雙延遲線的聲表面波（SA W）傳感器，兩條延遲線特性完全一樣，一條作為接受被測量的傳感器，另一條作為溫度環(huán)境的補償，從而消除測量中的溫度影響。在圖1-1（f）中將輸入信號都加到在原理和特性完全一樣的兩個傳感器上，在變換回路中，使傳感元件的參數(shù)對輸入信號進行反相變換，而對環(huán)境條件變化進行同相變換，從而抵消環(huán)境變化帶來的影響，又增加了測量靈敏度，這種形式稱為 E 型傳感器，如應(yīng)變?nèi)珮螂娐窚y量力和應(yīng)變。圖1-1（g）中也使用兩個傳感元件，對其中一個傳感元件加入輸入信號，并預(yù)先了解環(huán)境條件對它的影響，對另一個傳感元件則加上能抵消環(huán)境對前者影響的補償信號，這種形式稱為 F 型HBM傳感器，如 pH 電極中用熱敏電阻測溫元件來補償 pH 測量中的溫度影響。此外還有一些混合型的，如利用霍爾效應(yīng)制成的傳感器，內(nèi)部有功率源和輔助源 ， 可以看成是B型和A型或B型和C型的混合。

在大多數(shù)情況下，傳感器的輸出為電量，但要把一些外界信息直接變換成為電量是很不容易的，常要采取兩級或兩級以上的變化，這就增加了傳感器涉及的自由度以適應(yīng)各種條件。容易變換成電量的量有位移、光、熱 （溫度）等。由于位移測量用途很廣，因此人們早就對位移傳感器進行了各種研究，包括接觸式和非接觸式。光電器件和熱電偶等也較為成熟，因此常常用作中間變換量。表1-1列舉了利用位移、光、熱等傳感器所能測量的物理量。

其實，僅由一個傳感元件構(gòu)成的傳感器是少有的，通常是把具有不同性能的傳感元件結(jié)合起來構(gòu)成HBM傳感器。另外，被測量的種類很多，測量條件也是各種各樣的，所以有的被測量用現(xiàn)有的傳感元件不能直接檢測，或雖然能檢測，但由于經(jīng)濟條件或其他原因，實際檢測比較困難。為此，在多數(shù)情況下采取的方法是先把被測量變換為其他物理量，再選用能把這個物理量進行變換的傳感元件進行再變換。例如，壓力傳感器，雖然有壓電元件能把壓力直接變換為電壓信號，但是由于絕緣電阻有限，在測量穩(wěn)態(tài)或接近穩(wěn)態(tài)的緩慢變化壓力時，必須用到電荷放大器，而電荷放大器存在工作穩(wěn)定性和信噪比等問題使變換較困難。往往選用彈性膜片先把壓力變換為膜片位移，然后再用位移傳感元件獲得輸出信號，也就是通過壓力到彈性位移再到電量的兩級變換來進行壓力測量，從廣義上講彈性膜片也是一種傳感元件。這種起中間作用的變換元件叫作一次變換元件。

為了了解一次變換元件的有關(guān)性能，比較方便的辦法是把可能進行變換的量與一次變換元件能輸出的量和不能輸出的量進行分類。表1-2 就是這種分類方法的一個例子。在表1-2中，縱向和橫向分別按順序列出各種被測量，兩個量交叉的地方用類似矩陣元素 i j 來表示。如量 i 能變換為量j，則用“△”來表示；多數(shù)變換元件都能進行變換的用“◎”來表示；在原理上根本不可能進行變換的用“×”來表示 ；變換雖然可能，但目前該變換元件尚未開發(fā)出來的，用空白表示。

如果要測定某個量i，想得到 j 作為輸出，那么首先在這個表中找到 i j 所在的位置，如果在這個位置上有“◎”或“△”記號，那么就可具體地研究變換方法。如果這種方法適用于所需的測定范圍、測定精度及其他各種要求 ，那么就可以采用這種變換方法了 。 在找著 “ ◎ ” 或 “ △ ” 記號的地方以后，把該位置相對應(yīng)的量作一次變換。假設(shè)此時的組合為 i j，那么把量 j 作為輸入，具體地研究量 j 是否能變換為量 j 。如果 j j 所在位置有“◎”或“△”記號，那么就可以探討是否可以采用 i—j—j 的變換組合。從 i 到 j 的變換中間所需的過渡變換量的自由度不一定限于一個，所以可以按照不同的情況、不同的應(yīng)用目的去選擇最適合的方式。

i—i 這對組合表示擴大、縮小或放大的元件，擴大與縮小是無源的，放大為有源的。因此根據(jù)不同的情況，這對組合不一定是單純的元件而是一種復雜的結(jié)構(gòu)。表1-2雖然沒有具體闡述變換方法，但作為構(gòu)成傳感器的一種考慮還是有益的。表1-2中還反映出傳感器領(lǐng)域中的空白還是很多的，急需我們?nèi)パ芯亢烷_發(fā)。

★ 德國HBM：稱重傳感器-- Z6F,C16I,C16A,RTN,HLCB1, PW2D, PW6D,PW2C,PW6K，PW6C,PW10A,PW12C,PW16A,PW22,S40A,C2等系列
★ 德國HBM：扭矩/力傳感器 -- T40B,T22,T5,U9C,C9C,S9M,U2B,S2M等系列
★ 德國HBM：稱重儀表/變送器 -- WE2111,RM4220, BM40,AE101, AE301,EM201等系列
★ 美國世銓celtron:傳感器 -- STC,HBB,LPS,LOC,PSD,LCD,MBB,SQB等系列
★ 特迪亞Tedea-huntleigh: --3410，616，355，1015，1040，1022，1260，120，1241，240等系列
★ 美國傳力Transcell ：傳感器-- BSS,BSH,DBSL,SBST,CR,SBS,BAB等系列
★ 梅特勒托利多：稱重傳感器--  TSC，TSB，MTB，GD，SLB415，SLB215，MT1022，MT1260，MT1241，SB，SBS，SBH等系列
★ METTLER TOLEDO：數(shù)字傳感器—GDD,SLC720,0760,PDX，SLC820等系列
★ 梅特勒托利多：控制儀表 -- IND331，IND245，IND320L，IND230，IND560，B520，IND110，WM0800，AJB等系列
 
聯(lián)系人：黃浩   電話：18688492451（微信同手機號）