传感器有源信号与无源信号的区别
出处:网络整理 发布于:2025-04-24 17:25:19
1. 基本概念
类型定义典型传感器
有源信号传感器需要外部电源供电,并主动输出电信号(如电压、电流或数字信号)压力变送器、光电传感器、热电偶(带变送器)
无源信号传感器无需外部供电,其输出信号是被动变化的物理量(如电阻、电容、电感等)热电阻(RTD)、应变片、电位器、光敏电阻
2. 区别
对比项有源信号无源信号
是否需要外部电源? 需要(如24V DC、5V DC等) 不需要
输出信号类型电压(0-10V)、电流(4-20mA)、数字信号(RS485、CAN)电阻、电容、电感等被动参数
信号处理可直接接入PLC、DAQ等设备通常需要桥路、放大电路或激励源
抗干扰能力较强(如4-20mA抗干扰好)较弱(易受线路阻抗影响)
典型应用工业自动化、过程控制温度检测、应变测量、位置检测
成本较高(含信号调理电路)较低(仅敏感元件)
3. 典型示例
(1)有源信号传感器
压力变送器:输入24V DC,输出4-20mA信号
光电开关:输入12-24V DC,输出PNP/NPN开关信号
热电偶(带变送器):输出标准4-20mA或0-10V信号
(2)无源信号传感器
热电阻(RTD,如PT100):电阻值随温度变化(需外部激励电流测量)
应变片:电阻值随形变变化(需惠斯通电桥测量)
光敏电阻:电阻值随光照变化
4. 信号处理方式
(1)有源信号
通常可直接连接至PLC、DCS或数据采集卡(DAQ)
工业常用标准信号:
模拟量:4-20mA(抗干扰强)、0-10V
数字量:RS485、CAN、I2C、SPI
(2)无源信号
需要额外电路转换为可用信号:
电阻型(如RTD、应变片)→ 恒流源激励 + 电压测量
电容/电感型(如接近开关)→ 振荡电路 + 频率测量
典型测量方法:
惠斯通电桥(用于应变片、RTD)
分压电路(用于电位器、光敏电阻)
5. 如何选择?
场景推荐信号类型原因
长距离传输有源(4-20mA)抗干扰强,信号衰减小
高精度测量有源(带变送器)减少外部噪声影响
低成本方案无源(如RTD)仅需敏感元件,电路简单
高频动态测量有源(数字输出)响应快,可直接数字处理
高温/恶劣环境无源(如热电偶)无需供电,可靠性高
6. 总结
有源信号:需要供电,输出标准电信号,抗干扰强,适合工业自动化。
无源信号:无需供电,输出被动参数(电阻/电容等),需额外电路处理,适合低成本或简单检测。
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