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物理传感器是什么,有哪些用途?
形状
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物理传感器是检测物理量的传感器。它是一种利用某些物理效应将测量的物理量转化为易于处理的能量形式的信号的装置。其输出信号与输入信号有一定的关系。主要物理传感器包括光电传感器、压电传感器、压阻传感器、电磁传感器、热电传感器、光纤传感器等。

例如,让我们看看更常用的光电传感器。该传感器将光信号转换为电信号,直接检测物体的辐射信息,或将其他物理量转换为光信号。其主要原理是光电效应:当光照射到物质上时,物质的电效应发生变化,包括电子发射、电导率和电位电流。

显然,容易产生这种效果的设备已经成为光电传感器的主要组成部分,如光敏电阻。这样,我们知道光电传感器的主要工作过程是接受相应的光,通过光敏电阻等设备将光能转化为电能,然后通过放大和噪声处理获得所需的输出电信号。这里的输出电信号与原始光信号有一定的关系,通常接近线性关系,因此计算原始光信号并不是很复杂。其他物理传感器的原理可以与光电传感器相比。

物理传感器的应用非常广泛。我们只从生物医学的角度来看物理传感器的应用,不难推测物理传感器在其他方面也有重要的应用。

例如,血压测量是医学测量中最常规的一种。我们通常的血压测量是间接测量的,通过体表检测到的血流与压力之间的关系来测量血管中的血压值。测量血压所需的传感器通常包括一个弹性膜片,它将压力信号转换为膜片的变形,然后根据膜片的应变或位移转换为相应的电信号。我们可以在电信号的峰值检测到收缩压。通过反相器和峰值检测器后,我们可以得到舒张压和积分器的平均压。

让我们来看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要基础,在手术和患者监测中至关重要。例如,当用于测量呼吸频率的热敏电阻传感器时,将传感器的电阻安装在夹子前端的外侧,夹在鼻子上。当呼吸气流流过热敏电阻表面时,可以通过热敏电阻测量呼吸频率和热气状态。

另一个例子是最常见的体表温度测量过程,虽然它看起来很容易,但它有一个复杂的测量机制。体表温度由局部血流、下组织导热、表皮散热等因素决定,因此测量皮肤温度应考虑各种影响。热电偶传感器广泛应用于温度测量,通常有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。

由于热电偶的尺寸很小,精度相对较高,可以达到微米的水平,因此可以更准确地测量某一点的温度,加上后期的分析统计,可以得到更全面的分析结果。这是传统的汞温度计无法比拟的,也显示了新技术的应用给科学发展带来的广阔前景。

从以上介绍可以看出,物理传感器仅在生物医学中就有多种应用。传感器的发展方向是多功能、图像和智能传感器。传感器测量作为数据获取的重要手段,是工业生产甚至家庭生活中不可缺少的设备,物理传感器是最常见的传感器家族。灵活使用物理传感器必然会创造更多的产品和更好的效益。

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