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无源传感器被测物理量对传感器自身电气特性的影响

发布时间:2025-04-12 15:06:30点击量:

在现代自动化和物联网(IoT)系统中,传感器扮演着至关重要的角色,它们负责收集各种环境参数和物理量,并将这些数据转化为可供处理的电信号。在众多类型的传感器中,无源传感器凭借其独特的特性和应用场景,占据着重要的地位。本文将深入探讨无源传感器的定义、工作原理以及与其他类型传感器的区别。


无源传感器是指本身不直接产生能量信号,而是通过改变自身的电气特性(如电阻、电容、电感等)来反映被测物理量变化的传感器。需要外部激励信号才能工作,其输出信号是外部激励信号在传感器内部经过调制的结果。这种调制是基于被测物理量对传感器自身电气特性的影响。


一、无源传感器的工作原理可以概括为以下几点:


1.外部激励信号:需要外部电路提供一个激励信号,通常是电压或电流。


2.物理量感知:感知外界的物理量变化,例如温度、压力、光照强度等。


3.电气特性改变:被测物理量的变化会引起传感器自身电气特性的改变。例如,一个电阻式温度传感器,其电阻值会随着温度的升高而增大。


4.信号调制:外部激励信号在经过传感器内部时,会被其变化的电气特性所调制。调制后的信号包含了被测物理量的信息。


5.信号输出:经过调制后的信号会被输出到外部电路进行进一步的处理和分析。


二、无源传感器与其他类型传感器的区别


无源传感器与有源传感器(Active Sensor)的主要区别在于是否需要外部激励源。有源传感器自身可以产生能量信号,例如压电传感器在受到压力时会直接产生电压信号,而无源传感器则必须依靠外部电源才能工作。


此外,与数字传感器相比,无源传感器通常输出的是模拟信号,需要经过模数转换器(ADC)才能被数字系统处理。数字传感器则可以直接输出数字信号,方便与数字系统集成。

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