Anturi on tunnistuslaite, joka voi tuntea mitatun tiedon ja muuntaa huopatut tiedot sähköiseksi signaaliksi tai muuksi vaadittavaksi tiedonantomuodoksi tietyn lain mukaisesti täyttääkseen tiedonsiirron, käsittelyn, tallennuksen, näytön, tallennuksen ja ohjata.
Anturien olemassaolo ja kehitys, jotta esineellä on kosketus-, maku- ja hajuaisti, jotta esineestä tulee elossa, anturi on ihmisen ominaisuuksien jatke.
Anturilla on miniatyrisoinnin, digitalisoinnin, älykkyyden, monitoimivuuden, systematisoinnin, verkottumisen jne ominaisuudet. Se on ensisijainen linkki automaattisen havaitsemisen ja automaattisen ohjauksen toteuttamiseen.
Uusi alumiininitridianturi voi toimia korkeissa lämpötiloissa aina 900 asteeseen asti.
Kansallinen standardi GB7665-87 määrittelee anturin seuraavasti: "Laite tai laite, joka voi tuntea määritellyn mitatun ja muuntaa käyttökelpoiseksi signaaliksi tietyn lain mukaisesti (matemaattinen funktiosääntö), joka koostuu yleensä herkästä elementistä ja muunnoselementti."
China Internet of Things School-Enterprise Alliance uskoo, että anturien olemassaolo ja kehitys saavat esineet saamaan aistit, kuten kosketus-, maku- ja hajuaistit, ja saavat esineet hitaasti eläviksi."
"Anturi" määritellään "virran vastaanottamiseksi yhdestä järjestelmästä, yleensä toisessa muodossa, toisen järjestelmän laitteeseen".
Pääluokitus
Tarkoituksen mukaan
Paine- ja voimaanturit, paikkaanturit, nesteen tasoanturit, energiankulutusanturit, nopeusanturit, kiihtyvyysanturit, säteilyanturit, lämpöanturit.
Periaatteessa
Tärinäanturi, kosteusanturi, magneettisensori, kaasuanturi, tyhjiöanturi, biologinen anturi jne.
Tuotosta kohden
Digitaalinen anturi: Muuntaa mitatun ei-sähköisen suuren digitaaliseksi lähtösignaaliksi (mukaan lukien suora ja epäsuora muunnos).
Pseudodigitaalinen anturi: Mitatun semaforin lähtö taajuussignaaliksi tai lyhytjaksoiseksi signaaliksi (mukaan lukien suora tai epäsuora muunnos).
Kytkinanturi: Kun mitattu signaali saavuttaa tietyn kynnyksen, anturi lähettää asetetun matalan tai korkean tason signaalin vastaavasti.
Valmistusprosessinsa mukaan
Integroidut anturit valmistetaan piipohjaisten integroitujen puolijohdepiirien valmistuksessa käytettävien standardien prosessitekniikoiden mukaisesti. Tyypillisesti osa piiristä, jota käytetään testattavan signaalin alkukäsittelyyn, on myös integroitu samalle sirulle.
Ohutkalvoanturit muodostetaan kerrostamalla ohut kalvo vastaavaa herkkää materiaalia dielektriselle alustalle (substraatille). Hybridiprosessia käytettäessä osa piiristä voidaan valmistaa myös tälle alustalle.
Paksukalvosensori on valmistettu vastaavan materiaalin lietteestä, joka on päällystetty keraamiselle alustalle, joka on yleensä valmistettu Al2O3:sta, ja sitten lämpökäsitelty paksun kalvon muodostamiseksi.
Keraamiset anturit valmistetaan tavallisilla keraamisilla prosesseilla tai jollakin niistä muunnelmalla (sooli, geeli jne.).
Kun asianmukainen esikäsittely on suoritettu, muodostuneet komponentit sintrataan korkeissa lämpötiloissa. Paksukalvon ja keraamisen anturin kahdella prosessilla on monia yhteisiä ominaisuuksia, ja joissain suhteissa paksukalvoprosessia voidaan pitää keraamisen prosessin muunnelmana.
Jokaisella prosessitekniikalla on omat etunsa ja haittansa. Koska tutkimus-, kehitys- ja tuotanto vaatii vähäisiä pääomasijoituksia sekä anturiparametrien korkeaa vakautta, keraamisten ja paksukalvoanturien käyttö on järkevämpää.
Mittojen mukaan
Fysikaaliset anturit valmistetaan käyttämällä mitattavan aineen tiettyjen fysikaalisten ominaisuuksien ominaisuuksien muuttumista merkittävästi.
Kemialliset anturit on valmistettu herkistä elementeistä, jotka voivat muuntaa kemiallisia määriä, kuten kemiallisten aineiden koostumuksen ja pitoisuuden sähköisiksi suureiksi.
Biosensorit ovat antureita, jotka käyttävät eri organismien tai biologisten aineiden ominaisuuksia havaitsemaan ja tunnistamaan kemiallisia komponentteja organismeista.
Sen koostumuksessa
Perusanturi: Se on yksinkertaisin yksittäinen muunnoslaite.
Yhdistetty anturi: Se on anturi, joka koostuu erilaisista yksittäisistä muunnoslaitteista.
Sovellusanturi: Se on anturi, joka koostuu perusanturista tai yhdistetystä anturista ja muista mekanismeista.
Toimintamuodossa
Toimintamuodon mukaan voidaan jakaa aktiiviset ja passiiviset anturit.
Aktiivisella anturilla on toimintatyyppi ja reaktiotyyppi, jotka voivat lähettää tietyn tunnistussignaalin testattavaan kohteeseen ja voivat havaita tunnistussignaalin muutoksen testattavassa kohteessa tai signaali muodostuu tunnistussignaalista testattavassa kohteessa. esine. Ilmaisusignaalin muutoksen ilmaisutapaa kutsutaan toimintatyypiksi ja vasteen havaitsemista ja signaalin muodostamista kutsutaan reaktiotyypiksi. Tutka- ja radiotaajuusalueen ilmaisimet ovat esimerkkejä toiminnasta, kun taas fotoakustisten vaikutusten analysointilaitteet ja laseranalysaattorit ovat esimerkkejä reaktioista.
Passiiviset anturit vastaanottavat vain mitattavan kohteen itsensä tuottamia signaaleja, kuten infrapunasäteilylämpömittarit ja infrapunakameralaitteet.
Pääasialliset tunnusmerkit
Anturi staattinen
1. Lineaarisuus: viittaa siihen, missä määrin anturin lähdön ja tulon välinen todellinen suhdekäyrä poikkeaa sovitetusta suorasta. Määritetään todellisen ominaiskäyrän ja sovitetun viivan välisen maksimipoikkeaman suhdetta täyden asteikon lähtöarvoon.
2. Herkkyys: Herkkyys on tärkeä anturin staattisten ominaisuuksien indikaattori. Se määritellään lähtömäärän lisäyksen suhteeksi vastaavaan lisäyksen aiheuttavaan syöttömäärän lisäykseen. Herkkyys on merkitty S:llä.
3. Hystereesi: Kun anturin tulotilavuus muuttuu pienestä suureksi (positiivinen isku) ja sisääntulon tilavuus muuttuu suuresta pieneksi (käänteinen isku), tulon ja lähdön ominaiskäyrien yhteensattumattomuudesta tulee hystereesi. Saman koon tulosignaalilla anturin positiivinen ja negatiivinen iskun lähtösignaali eivät ole samat, ja tätä eroa kutsutaan hystereesiarvoksi.
4. Toistettavuus: Toistettavuus viittaa ominaiskäyrän epäjohdonmukaisuuden asteeseen, joka saadaan, kun anturin syöttömäärää muutetaan jatkuvasti koko alueella samaan suuntaan.
5. Drift: Anturin drift tarkoittaa, että anturin lähtö muuttuu ajan myötä, kun tulo ei muutu, jota kutsutaan driftiksi. Ajautumiseen on kaksi syytä: toinen on itse anturin rakenteelliset parametrit; Toinen on ympäröivä ympäristö (kuten lämpötila, kosteus jne.).
6. Resoluutio: Kun anturin tulo kasvaa hitaasti nollasta poikkeavasta arvosta, lähtö muuttuu havaittavasti tietyn askeleen ylittymisen jälkeen, tulon inkrementtiä kutsutaan anturin resoluutioksi, eli minimitulon inkrementiksi.
7. Kynnysarvo: Kun anturin tulo kasvaa hitaasti nollasta, lähtö muuttuu havaittavasti saavutettuaan tietyn arvon, jota kutsutaan anturin kynnysjännitteeksi.
Anturin dynamiikka
Ns. dynaamiset ominaisuudet viittaavat anturin lähdön ominaisuuksiin tulon muuttuessa. Käytännössä anturin dynaamiset ominaisuudet ilmaistaan usein sen vasteena joihinkin standarditulosignaaleihin. Tämä johtuu siitä, että anturin vaste standarditulosignaaliin on helppo saada kokeellisilla menetelmillä, ja sen vasteen standarditulosignaaliin ja sen vasteen mihin tahansa tulosignaaliin välillä on tietty suhde. Usein entinen voi päätellä. jälkimmäinen. Yleisimmin käytetyt standarditulosignaalit ovat askelsignaalit ja sinimuotoiset signaalit, joten anturin dynaamiset ominaisuudet ilmaistaan yleisesti myös askelvasteella ja taajuusvasteella.
lineaarisuus
Normaalioloissa anturin todellinen staattinen ominaisuuslähtö on käyrä eikä suora. Käytännön työssä, jotta instrumentilla olisi tasainen asteikkolukema, käytetään yleisesti sovitusviivaa todellisen ominaiskäyrän approksimoimiseksi, lineaarisuus (epälineaarinen virhe) on tämän approksimoinnin suoritusindeksi.
Sovituslinjan valitsemiseen on monia tapoja. Esimerkiksi teoreettista linjaa, joka yhdistää nollatulon ja täyden asteikon lähtöpisteet, käytetään sovituslinjana; Tai sovitusviivaksi otetaan teoreettinen suora, jolla on pienin neliösumma poikkeama ominaiskäyrän kustakin pisteestä, jota kutsutaan pienimmän neliösumman sovitusviivaksi.
Herkkyys
Herkkyys tarkoittaa lähdön △y muutoksen suhdetta tulon △x muutokseen anturin vakaan toiminnan aikana.
Se on lähtö-tulon ominaiskäyrän kaltevuus. Jos anturin lähdön ja tulon välillä on lineaarinen suhde, herkkyys S on vakio. Muuten se muuttuu syötetyn määrän mukaan.
Herkkyysmitta on lähtö- ja syöttösuureiden mittojen suhde. Esimerkiksi siirtymäanturi, kun siirtymä muuttuu 1mm, lähtöjännite muuttuu 200mV, niin sen herkkyys ilmaistaan 200mV/mm.
Kun anturin lähtö- ja tulomitat ovat samat, herkkyys voidaan ymmärtää suurennoksi.
Suurempi mittaustarkkuus saadaan lisäämällä herkkyyttä. Kuitenkin mitä suurempi herkkyys, sitä kapeampi mittausalue ja sitä huonompi vakaus.
Resoluutio
Resoluutiolla tarkoitetaan anturin kykyä havaita pienimmät mitattavat muutokset. Eli jos syötteen määrä muuttuu hitaasti jostain nollasta poikkeavasta arvosta. Kun tulon muutosarvo ei ylitä tiettyä arvoa, anturin lähtö ei muutu, eli anturi ei pysty erottamaan tulomäärän muutosta. Lähtö muuttuu vain, kun tulon äänenvoimakkuus muuttuu enemmän kuin resoluutio.
Yleensä anturin täyden skaala-alueen jokaisen pisteen resoluutio ei ole sama, joten tulon maksimimuutosarvoa, joka voi muuttaa lähtöaskeleen koko asteikolla, käytetään usein indikaattorina resoluution mittaamiseen. Jos yllä oleva indikaattori ilmaistaan prosentteina täydestä asteikosta, sitä kutsutaan resoluutioksi. Resoluutio korreloi negatiivisesti anturin vakauden kanssa.