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傳感器的整體封裝設計與電纜

【MTB-75】傳感器的封裝形式

壓電式傳感器的工作原理是利用敏感芯體的壓電效應，而壓電材料產生的是高阻抗的電荷信號。傳感器敏感芯體的絕緣阻抗與傳感器的低頻測量截止頻率存在著相互對應的關系。為了保證傳感器的低頻響應，傳感器殼體封裝設計應使敏感芯體與外界隔絕，以防止壓電陶瓷受到任何污染而導致其絕緣阻抗下降。敏感芯體絕緣阻抗下降對傳感器性能造成的直接影響表現為低頻響應變差，嚴重時還將造成傳感器靈敏度改變。為保證傳感器的密封特性，大多傳感器的封裝采用激光焊接。同時在當今密封材料品種多樣，性能日益完善的情況下，針對不同的使用環境，采用合適的密封材料替代激光焊接也能達到傳感器密封的要求。但必須指出不同的密封材料效果差異很大。北智公司采用國外的密封材料并經過通過了多年的環境厲行試驗驗證。

在工業現場測試現場，為防止電磁場對傳感器信號的影響，對用于工業現場的在線監測傳感器往往要求傳感器采用雙重屏蔽殼封裝形式。雙層屏蔽結構的傳感器輸出接頭一般采用雙芯工業接頭或聯體電纜輸出形式。由于雙層屏蔽殼的結構特點和雙芯輸出電纜，傳感器的高頻特性一般將受到較大的制約，因此如果用戶必須選用雙層屏蔽型傳感器進行高頻振動信號測量，應謹慎考慮。

傳感器輸出接頭形式
M5 (M6) 接頭是加速度傳感器zui為常用的輸出接頭形式。M5接頭特點是尺寸較小，一般配用直徑較細的電纜 (2mm 或 3mm )，比較適合振動實驗的測試。另外M5 (M6) 的結構型式對信號屏蔽較好，所以對電荷輸出型加速度傳感器因其輸出為較容易受干擾的高阻抗信號一般均采用M5 (M6) 接頭。測量振動的加速度傳感器接頭一般避免使用Q9 (BNC), 原因是Q9 (BNC),接頭組件沒有螺紋聯接，構件之間的機械耦合剛度較低；因此如果加速度傳感器輸出采用Q9(BNC),，其將會影響傳感器的高頻響應。

用于工業環境下的振動測量加速度傳感器按可分為巡回檢測和在線監測，前者一般采用單層殼屏蔽型式，因此【MTB-100】傳感器的接頭較多使用M6 或TNC接頭。而在線監測因經常采用雙層屏蔽的結構型式，與其對應的電纜為雙芯屏蔽電纜，所以雙芯工業接頭如M12, M16 以及C5015均被廣泛使用。另外連體電纜具有較高的可靠性，因此在工業環境下使用的傳感器無論是單層和雙層屏蔽的結構都廣泛采用連體電纜為輸出接頭的形式。

需要指出的是無論是那一種輸出接頭對水下測量都有其局限性，即使傳感器本身密封性能達到要求，但電纜聯接一般都需要做特殊處理后才能用于水下測量。

MULTIMOUNT-X 系列防爆不銹鋼稱重模塊
MM SS S1 10X，MM SS S1 20X，MM SS S1 50X，MM SS S1 100X，MM SS S2 220X，MM SS S2 550X，MM SS S2 1100X，MM SS S2 2200X，MM SS S3 4400X

MULTIMOUNT-X 系列防爆碳鋼稱重模塊
MM CS S1 10X，MM CS S1 20X，MM CS S1 50X，MM CS S1 100X，MM CS S2 220X，MM CS S2 550X，MM CS S2 1100X，MM CS S2 2200X，MM CS S3 4400X

防爆MM S1不銹鋼稱重模塊
防爆MM S2不銹鋼稱重模塊
防爆MM S3不銹鋼稱重模塊
防爆固定式載模塊，防爆半浮動式靜載模塊，防爆全浮式靜載模塊，防爆式動載模塊。廣泛應用于料罐稱重、料斗以及筒倉稱重、定量給料、配料等設備，動載和靜載應用、防爆應用、危險區域應用、各種惡劣環境中應用。

FW/CW-x系列防爆碳鋼稱重模塊
FW-0.3X  FW-0.5X  FW-1X  FW-2X  FW-5X   FW-10X  FW-20X
CW-0.3x  CW-0.5x  CW-1x  CW-2x  CW-3x  CW-5x  CW-10x  CW-15x  CW-20x

傳感器的動態范圍部分地決定著機器視覺系統所要求的圖像質量。比特位數越大，系統能區分的圖像變化就越細微。達到低暗噪聲和高精度量化的同時也使得傳感器變得更昂貴，但是并不是所有應用都需要精細的圖像。結果，傳感器設計目標有著不同動態范圍。舉個例子，比如在郵件分類或電子制造檢測這樣的應用中，在8比特動態范圍下就能行。另一方面，在醫學圖像處理和航空偵測這樣的應用就需要高達14比特的動態范圍。

應用需求也需要看第二個關鍵的傳感器特征：速度。速度是比動態范圍更容易理解的直接特征，因為它只是簡單地測量傳感器能多快捕獲和傳輸一幅圖像到系統。傳感器速度也有兩個方面，一個是幀率，或者是傳感器將捕獲的像素數據傳遞到系統所需要的時間。另一個是曝光時間，它是傳感器為了捕獲一幅有用圖像所需求的。幀率永遠沒有曝光時間快，因此幀率是賣方用于描述他們的傳感器的公制說法。

在一個制造檢測應用中，傳感器速度決定著系統的生成能力。舉個例子，如果一幅圖像包含一個檢測的零件，系統每秒鐘能夠檢測的零件個數不會多于傳感器每秒鐘能傳輸的圖像幀數。在一些應用中高采集速度是重要的，比如采集運動中的圖像感興趣對象，就能避免運動產生的模糊。因此，在要求高生成能力的檢測系統中和在采集快速運動物體的應用中就需要高速的傳感器。比如安全監視這樣的應用就不需要高速。

傳感器的速度和動態范圍是相互關聯的。為了迅速地傳送圖像，傳感器必須對每個像素數據執行快速的數字化。這意味著模數轉換器(ADC)需要快速地產生穩定的輸出。因為對達到較小動態范圍來說這個快速轉換是容易的，但是傳感器設計經常需要在動態范圍和速度考慮折衷來保持傳感器的成本下降。

在物理級別和設計級別上，速度都能與動態范圍保持折衷。電子電路操作越快產生的熱量越多。傳感器的暗噪聲隨著溫度增加，因此一個快速的傳感器會帶來更多的噪聲，但是動態范圍小。快速傳感器比慢速傳感器產生更多的噪聲，但提供的比特位卻少。

角度位移傳感器：

角度位移傳感器應用于障礙處理：使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達角度傳感器構造運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；*要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數太多），否則你將無法檢測到障礙物。一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它：在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。