传感器能够将温度、压力、位移、噪声、振动等前端物理量转换为电压、电流、等电信号,便于后续的传输、处理和分析。因此,它在各类测试设备和状态监测系统中发挥着至关重要的作用。
以下是模拟量数据采集卡前端可连接的传感器种类及作用和应用:
1. 温度传感器
作用:测量物体或环境的温度。
应用场景:
热电阻(PT100):工业过程控制(如反应釜温度监测)等。
热电偶(K型):高温场景(如冶金炉、发动机排气温度监测)。
热敏电阻(NTC):家电(空调、冰箱)、电池温度保护。
一般传感器连接温度采集卡,或多通道的模拟量卡,如NET-2403是一款24位,14路二线/三线RTD输入模块(经济型),无需外接调理,热电阻可直接采集;USB-2403是一款24位测温卡,支持1路热电阻模式、6路热电偶模式,并且无需外接调理,同时支持多量程电压测量。
2. 压力传感器
作用:检测气体或液体的压力。
应用场景:
压阻式(MEMS):汽车胎压监测、医疗呼吸机气压检测。
压电式:爆炸冲击波测量、发动机燃烧室动态压力分析。
电容式(差压变送器):化工管道流量控制、液位测量。
3. 力/重量传感器
作用:测量力或重量。
应用场景:
应变片式(称重传感器):电子秤、工业生产线物料称重。
压电式力传感器:机械臂力反馈、碰撞测试冲击力检测。
以上两种类型,除称重类选择应变片式传感器外,其他种类一般使用多功能的数据采集卡,如PCIE-1604,USB-1603、NET-1605等,多种总线类型的多功能采集卡,其一般会包含模拟量输入、模拟量输出、数字量输入输出DIO功能,以及计数/测频。此类设备使用模拟量输入采集前端各类物理量外,还可以对其他设备进行输出、控制等。
4. 加速度/振动传感器
作用:检测加速度或振动信号。
应用场景:
压电式加速度计(ICP):机械设备故障诊断(如轴承振动分析)。
MEMS加速度计(ADXL345):智能手机姿态控制、无人机飞控。
应变式加速度计:桥梁/建筑结构健康监测。
5. 声音传感器
作用:捕捉声音信号或噪声。
应用场景:
电容式麦克风:录音设备、工业噪声监测(如工厂噪音合规检测)。
动圈麦克风:舞台扩音、车载语音识别。
以上两种类型的传感器所应用的状态监测设备常使用的加速度传感器、麦克风等,一般需要采集卡带有IEPE功能,其主要功能是通过采集板卡对传感器进行恒流源供电,让设备接线更加简洁,使用更加方便。如USB-2406、NET-2412、NET-2425等均是24位分辨率的,同步采集卡,多通道可同步采集数据,并且支持IEPE功能。在振动、噪声信号采集领域中应用非常广泛。
6. 位移/位置传感器
作用:测量物体的位移或位置变化。
应用场景:
LVDT:精密机械加工(如机床刀具位置反馈)。
涡流传感器:汽轮机转子偏心监测、金属零件无损检测。
8. 湿度传感器
作用:检测空气或环境湿度。
应用场景:
电容式(HIH4000):农业温室湿度控制、气象站。
电阻式:家用除湿机、仓储环境监测。
9. 电流/电压传感器
作用:测量电路中的电流或电压。
应用场景:
霍尔传感器(ACS712):电动车电池管理系统、太阳能逆变器电流监测。
分流电阻:工业电机过载保护、实验室电源测试。
10. 生物医学传感器
作用:监测生理信号。
应用场景:
ECG电极:医院心电监护仪、可穿戴心率监测设备。
PPG传感器:智能手环血氧饱和度检测。
EMG传感器:假肢控制、运动员肌肉活动分析。
11. 其他特殊传感器
扭矩传感器:
作用:测量旋转或静态扭矩。
应用:汽车发动机扭矩测试、机器人关节力矩控制。
倾斜传感器(MEMS倾角仪):
作用:检测物体倾斜角度。
应用:工程机械姿态校准、卫星天线对准。
磁场传感器(HMC5883L):
作用:检测磁场强度或方向。
应用:电子罗盘导航、电流检测(非接触式)。
传感器的各类多种多样,包括但不限于以上这些。其在设备中的使用方法也是均有不同,因此在采集卡的选择也是有不同的区别的,包括像IEPE功能是否支持、分辨率16位或是24位、采样率需要多高、模拟信号采集通道,其他功能配置等等,这些都需要根据我们所设备的设备、系统来去综合选择。
北京新超仁达科技有限公司,一直深耕在数据采集领域,时至今日已有数百种数据采集产品。其包含了多种总线(PCI、PCIE、USB、NET、WIFI)类型、多种功能(模拟量输入、模拟量输出、DIO、计数测频、GPS、1588授时),因此我们再选择时只需要根据我们的需求去寻找、推荐即可。