傳感器作為感知部件,其原理各種各樣,傳感器的工作原理可以分為多種類型,主要包括以下幾種。
物理型傳感器:這類傳感器基于物理效應來檢測和轉換被測量。例如,應變式傳感器、壓電式傳感器等。
化學型傳感器:這些傳感器利用化學反應或物質的性質變化來進行測量。例如,氣體傳感器、pH傳感器等。
生物型傳感器:這類傳感器通過生物分子或細胞的特定反應來檢測和轉換被測量。例如,血糖監測器、DNA傳感器等。
電阻式傳感器:根據電阻的變化來檢測被測量。例如,電位器式、應變片式、壓阻式等。
電容式傳感器:利用電容的變化來檢測被測量。例如,觸摸屏、濕度傳感器等。
電感式傳感器:基于電磁感應原理,如電感式、差壓變送器、電渦流式等。
熱電式傳感器:利用溫度變化引起的電壓變化來檢測溫度。例如,熱電偶、熱敏電阻等。
光電式傳感器:通過光強度的變化來檢測被測量。例如,光電管、光敏電阻、紅外線傳感器等。
超聲波傳感器:利用超聲波的傳播時間或頻率變化來檢測距離、速度等參數。
聲波傳感器:基于聲音波的反射和接收來檢測環境中的聲音或噪聲水平。
NDIR非分光紅外氣體傳感技術
非分光紅外氣體傳感技術的原理是氣體對特征紅外波長的吸收符合朗伯比爾(Lambert-Beer)定律。其基本原理是紅外光源發射一道紅外光束穿過采樣氣室,樣本中的各氣體組分吸收特定頻率的紅外線。通過探測器接收和測量相應頻率的紅外線吸收量,結合嵌入式軟件中設置的算法分析,可確定該氣體組分的濃度。之所以說這種技術是非分光的,系因穿過采樣氣室的波長未經預先濾波。
不同氣體由于其分子結構、濃度和能量分布的差異,而有各自不同的吸收光譜。如果不同氣體的吸收峰重疊,就必須處理這些氣體之間的相互干擾。此外,在特定波長范圍內,氣體檢測還將受到水分的干擾。因此,使用非分光紅外技術進行氣體測量,需要解決不同氣體之間的交叉干擾、高低溫影響、濕度影響、元器件噪聲影響等問題,這就需要氣路、電路、光路設計及軟件算法的綜合配合。
SCD30二氧化碳傳感器是一種基于非分散紅外(NDIR)技術的高精度傳感器,用于測量空氣中的二氧化碳濃度。其工作原理主要包括以下幾個步驟:
引入樣品:空氣樣品被引入到一個光學腔室中。
光源照射:在該腔室內有兩個紅外光源,一個是波長為4.2微米的參考光源,另一個是波長為4.5微米的目標氣體光源。
紅外輻射檢測:當目標氣體(即二氧化碳)與參考氣體同時通過這些光源時,它們會吸收不同波長的紅外輻射。由于二氧化碳對特定波長的紅外光有選擇性吸收,因此通過測量不同波長光的強度變化可以確定二氧化碳的濃度。
信號處理:檢測到的紅外輻射強度被轉換為電信號,并由信號處理電路進行處理,最終輸出二氧化碳的濃度值。
SCD30還集成了溫度和濕度傳感器,能夠自動補償環境溫度和濕度的影響,從而提高測量精度和穩定性。這種雙通道原理使得SCD30能夠在長期使用中保持出色的穩定性。
SCD30二氧化碳傳感器工作功耗在0.3W左右。
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原文標題:拆個二氧化碳傳感器看看內部構造看!這下終于理解了它的工作原理~
文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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