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传感器的分类与特点特性_传感器的分类与用途全面介绍

2018年01月11日 11:06 网络整理 作者: 用户评论(0

能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成叫传感器。“传感器”在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。文章全面的对传感器的分类及用途,特点特性详细介绍,希望对读者有用处。

       中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。传感器技术历经了多年的发展,其技术的发展大体可分三代:

传感器的分类与特点特性_传感器的分类与用途全面介绍

第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。

第二代是上70年代发展起来的固体型传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成。如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。

第三代传感器是以后刚刚发展起来的智能型传感器,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物,使传感器具有一定的人工智能。

传感器的分类及用途

传感器的分类方法很多.主要有如下几种:

(1)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器

(2)按照工作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的工作原理进行阐述。

(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。

(4)按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。其中数字传感器便干与计算机联用,且坑干扰性较强,例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是今后的发展趋势。

(5)按应用场合不同分为工业用,农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合,还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

(6)根据使用目的的不同,又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用,控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟:

传感器的分类与特点特性_传感器的分类与用途全面介绍

与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。

对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是:

高灵敏度抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)线性容易调节(校准简易)

高精度高可靠性无迟滞性工作寿命长(耐用性)

可重复性抗老化高响应速率抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力

选择性安全性(传感器应是无污染的)互换性低成本宽测量范围小尺寸、重量轻和高强度宽工作温度范围传感器的定义和分类。

传感器的分类

可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。

根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。

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( 发表人:刘杰 )

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