無源感測器



無源感測器是一種產生無源元件變化的感測器。我們將考慮電阻、電感和電容等無源元件。因此,我們將根據選擇的無源元件得到以下三種無源感測器。

  • 電阻感測器
  • 電感感測器
  • 電容感測器

現在,讓我們逐一討論這三種無源感測器。

電阻感測器

當無源感測器產生電阻值的變化(改變)時,它被稱為電阻感測器。金屬導體的電阻R的公式如下。

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

其中:

ρ為導體的電阻率

l為導體的長度

A為導體的橫截面積

電阻值取決於三個引數ρ、l和A。因此,我們可以根據三個引數ρ、l和A中的一個引數的變化來製作電阻感測器。這三個引數中的任何一個引數的變化都會改變電阻值。

  • 電阻R與導體的電阻率ρ成正比。因此,隨著導體電阻率ρ的增加,電阻R的值也增加。同樣,隨著導體電阻率ρ的減小,電阻R的值也減小。

  • 電阻R與導體的長度l成正比。因此,隨著導體長度l的增加,電阻R的值也增加。同樣,隨著導體長度l的減小,電阻R的值也減小。

  • 電阻R與導體的橫截面積A成反比。因此,隨著導體橫截面積A的增加,電阻R的值減小。同樣,隨著導體橫截面積A的減小,電阻R的值增加。

電感感測器

當無源感測器產生電感值的變化(改變)時,它被稱為電感感測器。電感的電感L的公式如下。

L=N²/S 公式1

其中:

N為線圈的匝數

S為線圈的磁阻

線圈磁阻S的公式如下。

S=l/μA 公式2

其中:

l為磁路的長度

μ為磁芯的磁導率

A為磁通透過的磁路面積

將公式2代入公式1。

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

⇒ L=N²μA/l 公式3

從公式1和公式3,我們可以得出結論,電感值取決於三個引數N、S和μ。因此,我們可以根據三個引數N、S和μ中的一個引數的變化來製作電感感測器。因為,這三個引數中的任何一個引數的變化都會改變電感值。

  • 電感L與線圈匝數的平方成正比。因此,隨著線圈匝數N的增加,電感L的值也增加。同樣,隨著線圈匝數N的減小,電感L的值也減小。

  • 電感L與線圈磁阻S成反比。因此,隨著線圈磁阻S的增加,電感L的值減小。同樣,隨著線圈磁阻S的減小,電感L的值增加。

  • 電感L與磁芯磁導率μ成正比。因此,隨著磁芯磁導率μ的增加,電感L的值也增加。同樣,隨著磁芯磁導率μ的減小,電感L的值也減小。

電容感測器

當無源感測器產生電容值的變化(改變)時,它被稱為電容感測器。平行板電容的電容C的公式如下。

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

其中:

ε為介電常數

A為兩極板的有效面積

d為兩極板間的距離

電容值取決於三個引數ε、A和d。因此,我們可以根據三個引數ε、A和d中的一個引數的變化來製作電容感測器。因為,這三個引數中的任何一個引數的變化都會改變電容值。

  • 電容C與介電常數ε成正比。因此,隨著介電常數ε的增加,電容C的值也增加。同樣,隨著介電常數ε的減小,電容C的值也減小。

  • 電容C與兩極板的有效面積A成正比。因此,隨著兩極板有效面積A的增加,電容C的值也增加。同樣,隨著兩極板有效面積A的減小,電容C的值也減小。

  • 電容C與兩極板間的距離d成反比。因此,隨著兩極板間距離d的增加,電容C的值減小。同樣,隨著兩極板間距離d的減小,電容C的值增加。

本章我們討論了三種無源感測器。在下一章中,讓我們討論每種無源感測器的示例。

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