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傳感器的分類與特點(diǎn)特性_傳感器的分類與用途全面介紹

2018年01月11日 11:06 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0

能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成叫傳感器?!皞鞲衅鳌痹谛马f式大詞典中定義為:“從一個系統(tǒng)接受功率,通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域??梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。文章全面的對傳感器的分類及用途,特點(diǎn)特性詳細(xì)介紹,希望對讀者有用處。

? ? ? ?中國傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段,它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢。傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展,其技術(shù)的發(fā)展大體可分三代:

第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器,它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號。

第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器,這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成,是利用材料某些特性制成。如:利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。

第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來的智能型傳感器,是微型計算機(jī)技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,使傳感器具有一定的人工智能。

傳感器的分類及用途

傳感器的分類方法很多.主要有如下幾種:

(1)按被測量分類,可分為力學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、幾何學(xué)量、運(yùn)動學(xué)量、流速與流量、液面、熱學(xué)量、化學(xué)量、生物量傳感器等。這種分類有利于選擇傳感器、應(yīng)用傳感器

(2)按照工作原理分類,可分為電阻式、電容式、電感式,光電式,光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。這種分類有利于研究、設(shè)計傳感器,有利于對傳感器的工作原理進(jìn)行闡述。

(3)按敏感材料不同分為半導(dǎo)體傳感器、陶瓷傳感器、石英傳感器、光導(dǎo)纖推傳感器、金屬傳感器、有機(jī)材料傳感器、高分子材料傳感器等。這種分類法可分出很多種類。

(4)按照傳感器輸出量的性質(zhì)分為摸擬傳感器、數(shù)字傳感器。其中數(shù)字傳感器便干與計算機(jī)聯(lián)用,且坑干擾性較強(qiáng),例如脈沖盤式角度數(shù)字傳感器、光柵傳感器等。傳感器數(shù)字化是今后的發(fā)展趨勢。

(5)按應(yīng)用場合不同分為工業(yè)用,農(nóng)用、軍用、醫(yī)用、科研用、環(huán)保用和家電用傳感器等。若按具體便用場合,還可分為汽車用、船艦用、飛機(jī)用、宇宙飛船用、防災(zāi)用傳感器等。

(6)根據(jù)使用目的的不同,又可分為計測用、監(jiān)視用,位查用、診斷用,控制用和分析用傳感器等。

主要特點(diǎn)傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化,它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代,而且還可能建立新型工業(yè),從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器

主要功能常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬:

傳感器的分類與特點(diǎn)特性_傳感器的分類與用途全面介紹

與當(dāng)代的傳感器相比,人類的感覺能力好得多,但也有一些傳感器比人的感覺功能優(yōu)越,例如人類沒有能力感知紫外或紅外線輻射,感覺不到電磁場、無色無味的氣體等。

對傳感器設(shè)定了許多技術(shù)要求,有一些是對所有類型傳感器都適用的,也有只對特定類型傳感器適用的特殊要求。針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)在不同場合均需要的基本要求是:

高靈敏度抗干擾的穩(wěn)定性(對噪聲不敏感)線性容易調(diào)節(jié)(校準(zhǔn)簡易)

高精度高可靠性無遲滯性工作壽命長(耐用性)

可重復(fù)性抗老化高響應(yīng)速率抗環(huán)境影響(熱、振動、酸、堿、空氣、水、塵埃)的能力

選擇性安全性(傳感器應(yīng)是無污染的)互換性低成本寬測量范圍小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度寬工作溫度范圍傳感器的定義和分類。

傳感器的分類

可以用不同的觀點(diǎn)對傳感器進(jìn)行分類:它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng));它們的用途;它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。

根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類

傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。

化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。

有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問題較多,例如可靠性問題,規(guī)模生產(chǎn)的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。

常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。

傳感器的分類與特點(diǎn)特性_傳感器的分類與用途全面介紹

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