传感器的原理？

一、传感器的原理？

文章采自【洋奕电子】

传感器有很多种，有称重的，位移的，湿温度的，气体的，所以这样说很笼统。我这里就以称重传感器说一下吧：

随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。

高速定量分装系统

本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。

系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。

图1 原理框图

在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。

定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供PID运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下袋的装料称重。

图2所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直到装有料的电子称下面，传送带停止运动，电磁线圈2通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁线圈1通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈1断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，操作人员可以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。

图2 自动称重和装料装置

本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。

二、乐高运动传感器工作原理？

乐高传感器有两种：有源传感器和无源传感器。无源传感器，简而言之，也就是它并不需要外界电源就可以工作。

触动传感器和温度传感器属于无源传感器。而角度传感器和光电传感器则属于有源传感器，在默认状态时，传感器前面有一个LEGO积木。靠杠杆（或者是梁、轴、板等等）的压力在光电传感器的前面移动一个不同颜色的积木，此时程序就会检测到这种变化

三、乐高运动传感器的原理及作用？

运动传感器可以用来测量与运动有关的位置、位移、速度、加速度、振动位移、振幅、波动传播等物理量，广泛应用于教学模拟、科研、航天、遥测、自动化、家电等领域。运动传感器可以检测人体运动反映、检测机械运动，或者其他物体运动的。

四、动力传感器测验小车运动速度的原理？

汽车的行驶是依靠发动机提供动力并由一系列的转轴和齿轮结构耦合转化为车轮的转矩进而推动汽车前进。因此，汽车的行驶速度与车轮的半径和齿轮、转轴结构间的耦合关系密不可分。在汽车中由于这些部件大部分成分是由铁元素构成，通过在其对应的位置处安装能够检测到磁通变化的霍尔传感器时，传感器的输出将随着汽车行驶过程中齿轮的转动而不断变化。最终速度的大小可由传感器的输出和汽车固有的机械参数（轮径、齿轮转轴的速度耦合系数）间的关系得出。

传感器在速度测量方面应用很广，不单是汽车几乎所有的机动车辆都能够使用进行测量。包括建筑工程车辆设备、自动农机设备和一些特设用途的车辆。甚至在自行车上，也大量通过在辐条和前叉上分别安装磁块和传感器来进行速度测量。

五、倾角传感器的基本原理是什么？倾角传感器的基本原理是什么？

倾角传感器，是运用惯性原理，理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度。如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。由于倾角传感器有着精度高，监测准确，预警及时的特点，适用于各种应用环境，基本不受外界影响，操作简单，使用方便，故被广泛用于各种测量角度的应用中。

今天，我们一起来看看倾角传感器都应用在哪些场景中？

1.桥梁安全监测由于长期受自然环境因素和劳损问题的影响，使得桥梁往往在安全性上可能是隐患重重。为避免因桥梁健康状况的原因而导致重大事故的发生，需要对桥梁进行精细的监测。

在桥梁健康监测系统中，包括有环境监测、变形监测、应力应变监测，以及桥面载荷监测等。而在这众多的待测量物理量中，利用倾角传感器来测量有关桥梁倾斜角度的微小变化，是必不可少的一项工作。一方面，倾角传感器通常会被布置于桥面和桥塔上，以分别用来测量桥梁在承受负载时的形变和评估桥梁结构的完整性和稳定性。

另一方面，桥塔是另一需要采用倾角传感器进行测量的地方，桥塔的倾斜值在一定程度上，反应了桥梁结构的完整性和稳定性是否受到影响，进而是否会危害到桥梁的安全状况

2.旋挖钻机作业旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中。在旋挖钻机工的重心位置是影响旋挖钻机稳定性的关键因素。影响旋挖钻机整机重心位置的因素很多，静态因素有底盘与水平面的夹角、变幅机构的位置、桅杆倾斜度、钻机各部件重量等；动态因素有加压力、提升力、回转速度等。在计算旋挖钻机中心时，以旋挖钻机回转中心为坐标原点，通过旋挖钻机下车、变幅动臂、桅杆上的倾角传感器，分别测出相应部件的倾斜度，由此计算出各部件的重心位置，再结合各部件的重量，就可以确定旋挖钻机的静态重心坐标。另外，液压钻机的钻头姿态决定钻进过程的成败，将倾角传感器装在钻头内部，实时检测钻头的姿态，或者在停机时测量。

3.高空作业监控在高空作业时，确保平台底平面始终保持水平状态，对高空作业人员的安全来说是非常重要的。此时，就需要利用倾角模块来对设备的倾斜角度进行实时精准的监测。比如，在高空作业车的平台底盘上安装倾角传感器，用来检测底盘的倾斜状态。一旦倾斜过大，倾角传感器会自动报警，预防倾翻。再比如，在剪叉式高空作业平台上会安装倾角开关，以对操作平台和整个设备进行自动化、高可靠性、实时的角度测量、控制和报警。除了上面的应用，倾角传感器还应用于农用翻斗车可为驾驶员在坡度道路上的安全行驶提供可靠数据；应用于板式传送机可直接对传送机当前倾斜角度进行测量，从而大大简化了安装过程；还应用在海上打桩船姿态监控中、船舶航行姿态测量、卫星通讯车姿态检测和汽车四轮定位等诸多场景中。

4.农业机械

农业机械是是农业现代化的一个重要衡量标准。农机设备的更新与新技术应用尤为显著。

农耕用地因为土质软，不平整等问题，市面上买的农机设备在土地上操作起来很困难，效率不高。针对这一难题，有农户安装配备了一套名为拖拉机组液压水平自动控制的系统。

当拖拉机安装上该系统后，设备可通过倾角传感器和位置传感器，可分别获得拖拉机和农具的即时水平信号，再通过控制多信息融合和逻辑控制策略，由电磁阀-油缸控制系统实现作业农具水平平衡自动调节。通过使用这台设备，在倾斜时仍能水平作业，大大提高了耕整效率。

5．顶管机械

顶管法施工常用机具是顶管机，它是一种用于管廊施工等大型地下挖掘工程的专业工具，目前广泛用于用于铁路，公路，涵洞，给排水地下顶管非开挖施工，铁路箱涵顶进施工及其它顶推工程中。比如，楼房建筑物平移，桥梁工程提升等。

在顶管机作业过程中，顶管机自动纠偏系通常会将多组纠偏千斤顶，放置在顶管机前后段之间。通过组合动作，控制顶管机的顶进方向。纠偏动作控制，是在地面操作室的操作台远程控制完成的。在自动纠偏系统的支持下，技术人员可在地面操作室，或通过手机下载App，随时查看顶进参数、顶进姿态控制情况、进度等，实时掌握最新信息。

　至于如何确认操作的正确性，则通过远程数据传输来实现。这些远程数据包括位移、倾角传感器的测量数据。比如纠偏量的控制，通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现。

而顶管机的状态，包括水平倾斜、扭转等，则需要由安放在机头的倾角传感器设备来监测。因此，在行进工作中，顶管机要想保持其工作方向的稳定，就必须安装响应速度快、高精度、稳定性好的倾角传感器

在工业机械里无论是挖掘机、起重机、升降机、平地机。倾角传感器在这些重型机械设备中有着取足轻重的作用。不仅是保证里这些机械设备的角度范围在安全之内，同时还可以举到如果超出范围就报警，保护人身安全的作用。如在可伸缩机械手中倾角传感器是来测量驾驶室的姿态和吊杆倾角变化情况，保证驾驶安全。

六、运动系统的原理？

1、运动运动系统顾名思义其首要的功能是运动。人的运动是很复杂的，包括简单的移位和高级活动如语言、书写等，都是以在神经系统支配下，肌肉收缩而实现的。即使一个简单的运动往往也有多数肌肉参 运动系统加，一些肌肉收缩，承担完成运动预期目的角色，而另一些肌肉则予以协同配合，甚或有些处于对抗地位的肌肉此时则适度放松并保持一定的紧张度，以使动作平滑、准确，起着相反相成的作用。

2、支持运动系统的第二个功能是支持，包括构成人体体形、支撑体重和内部器官以及维持体姿。人体姿势的维持除了骨和骨连接的支架作用外，主要靠肌肉的紧张度来维持。骨骼肌经常处于不随意的紧张状态中，即通过神经系统反射性地维持一定的紧张度，在静止姿态，需要互相对抗的肌群各自保持一定的紧张度所取得的动态平衡。

3、保护运动系统的第三个功能是保护，众所周知，人的躯干形成了几个体腔，颅腔保护和支持着脑髓和感觉器官；胸腔保护和支持着心、大血管、肺等重要脏器；腹腔和盆腔保护和支持着消化、泌尿、生殖系统的众多脏器。

这些体腔由骨和骨连接构成完整的壁或大部分骨性壁；肌肉也构成某些体腔壁的一部分，如腹前、外侧壁，胸廓的肋间隙等，或围在骨性体腔壁的周围，形成颇具弹性和韧度的保护层，当受外力冲击时，肌肉反射性地收缩，起着缓冲打击和震荡的重要作用。

七、离心运动的原理？

做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，此种运动叫"离心运动"。物体做离心运动在的轨迹可能为直线或曲线。半径不变时物体作圆周运动所需的向心力，是与角速度的平方(或线速度的平方)成正比的，公式为向心力=物体的质量x线速度的平方/半径(或物体的质量x角速度的平方x半径)。

若物体的角速度(或线速度)的大小增加了，而向心力没有相应地增大，此时，向心力已不足以维持物体继续做匀速圆周运动，由公式，物体到圆心的距离就不能维持不变，而要逐渐增大使物体沿螺线远离圆心。若物体所受的向心力突然消失，即将沿着切线方向远离圆心而去。

八、运动出汗的原理？

通常情况下，一运动就出汗可能是正常的生理现象，也可能是阴虚火旺、气血亏损等原因引起的。具体分析如下：

1.正常的生理现象：患者在运动时，交感神经兴奋，血液循环加快，人体内的新陈代谢通常也会随之加快。此时，患者通常会出汗。这是正常的生理现象。

2.阴虚火旺：阴虚火旺患者体内通常会产生大量内热，湿热内盛，容易引起出汗症状，进而可能会使患者一运动就出汗。

3.气血亏损：一运动就出汗可能是气血亏损引起的。如果患者气血亏损，可能会损耗大量的心血，容易引起阴血不足，进而会产生虚火，引起出汗症状。而运动通常会加重出汗症状。

九、肌肉的运动原理？

Huxley（1969）提倡了一套微丝滑行学说（sliding filament theory），作为肌肉收缩原理的解释。根据这套学说，肌肉收缩是由于肌动蛋白微丝(细丝)在肌球蛋白微丝(粗丝)之上滑行所致。在整个收缩的过程之中，肌球蛋白微丝和肌动蛋白微丝本身的长度则没有改变。

微丝滑行的实际情况仍需等待进一步的阐释，但相信肌球蛋白微丝的突起部分（称作横桥或交叉桥，cross bridges）与肌动蛋白微丝上的一些特殊位置形成了一种称作肌动肌球蛋白（actomyosin）的复合蛋白，在ATP的作用之下，就能促使肌肉产生收缩的现象。

当肌肉收缩时，若肌动蛋白微丝向内滑行，使到Z线被拖拉向肌节中央而导致肌肉缩短了，这便称作向心收缩（亦称作同心收缩，concentric contraction）。例如，进行引体向上（chin-up）动作时，当二头肌（biceps）产生张力（收缩）并缩短，把身体向上提升时，就是正在进行向心收缩。反过来说，在引体向上的下降阶段，肌动蛋白微丝向外滑行，使到肌节在受控制的情况下延长并回复至原来的长度时，就是正在进行离心收缩（eccentric contraction）。还有一种情况，就是肌动蛋白微丝在肌肉收缩时并未有滑动，而且仍然保留在原来位置（例如：进行引体向上时，只把身体挂在横杆上），这便称作等长收缩（isometric contraction）。

由于肌肉在放松的时候依然具有相当程度的弹性（muscle tone），所以相信此时仍有一定数量的横桥在不断进行工作。根据Yu与Brenner（1989），即使肌肉在放松的情况下，仍然可以有30%的横桥正在执行任务。

ATP使肌肉收缩的原理好象是说，在ATP的作用下，使肌肉细胞的电位发生改变，并刺激肌球蛋白使它的形状发生改变。

所以从这个意义上说，人也是电动的。

十、滑块的运动原理？

是基于牛顿第二定律，即物体的运动状态会发生改变，只有当有一个外力作用于物体上时。在滑块的情况下，当外力作用于滑块时，滑块会产生加速度，因为滑块的质量和所受力的大小成正比，而加速度与所受力的大小成反比。因此，通过增加或减小外力的大小来控制滑块的运动。在机械工程、自动化、物理等领域得到了广泛的应用。例如，在机械上使用滑块用来连接和断开两个机件或者调节机械的速度，自动化中的滑块用来传递物料或调节工作状态，物理中的滑块用来模拟力学问题的运动，如斜面运动、弹簧振动等。