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传感器是什么?

传感器,不知道大家是否有了解呢?什么是传感器呢?传感器的功能和原理是什么呢?传感器的种类又有哪些呢?以下,我将与大家分享传感器的相关方面知识,重点对传感器作详细介绍。  ---查看全文 >>

关键字:传感器 敏感元件 

传感器是什么?

传感器是什么?


传感器
传感器
 
传感器,不知道大家是否有了解呢?什么是传感器呢?传感器的功能和原理是什么呢?传感器的种类又有哪些呢?以下,我将与大家分享传感器的相关方面知识,重点对传感器作详细介绍。

传感器(英文名称:transducer / sensor),接受物理或化学变量(输入变量)形式的信息,并按一定规律将其转换成同种或别种性质的输出信号的装置。能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律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”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

“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”。

根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器

-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。

传感器
传感器
 
传感器功能

常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟:

光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉

气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉

压敏、温敏、流体传感器——触觉 

传感器的种类

传感器的种类很多,分类的方法也不同,常用的分类法有两种。一种是按照传感器的用途区分,如位移传感器、力传感器、荷重传感器、速度传感器、振动传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器和密度传感器等。

另 一种分类法是按传感器的工作原理区分如电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、电涡流式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、磁弹性式 传感器、振频式传感器和电化学式传感器等。有时也常把原理和用途结合起来命名,如电感式位移传感器和电容式压力传感器等。

在传统的传感器中,以把被测量量转换为电路参数变化,和利用磁电效应的传感器为多,如电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器和磁电式传感器等。后来直接利用各种物理效应、化学反应的传感器逐渐增加,如压电式传感器、霍尔传感器、磁弹性传感器和电化学传感器等。

敏感元件的分类


①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

②化学类,基于化学反应的原理。

③生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。

传感器详细介绍

传感器是将感受的物理量、化学量等信息,按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。

电信号易于传输和处理,所以大多数的传感器是将物理量等信息转换成电信号输出的。例如传声器(话筒)就是一种传感器,它感受声音的强弱,并转换成相应的电信号。又如电感式位移传感器能感受位移量的变化,并把它转换成相应的电信号。

传感器感受一种量并把它转换成另一种量,这种转换也可以看成是能量的转换,因此在某些领域如生物医学工程等中,也称为换能器。

传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。在自动测量过程或控制系统中,首先由传感器感受被测量,而后把它转换成电信号,供显示仪表指示或用以控制执行机构。如果传感器不能灵敏地感受被测量,或者不能把感受到的被测量精确地转换成电信号,其他仪表和装置的精确度再高也无意义。

电子计算机应用于测量系统和控制系统时,也必须由传感器提供准确可靠的信息,如果传感器的水平与电子计算机的水平不相适应,电子计算机便不能充分发挥应有的作用和效益。因此,传感器是测量、控制系统中的一种关键装置。

随着半导体技术的发展,又出现了新型的半导体传感器,如采用扩散硅半导体的压阻式传感器,和利用电荷耦合器件的光电式传感器。随着科学技术的发展,一方面需要在不同环境下测量不同的物理量、化学量和生物量的各类传感器;另一方面新材料、新元件和新工艺的不断出现,也为研制新型传感器提供了新的基础,因此新型的传感器不断地出现。

采用新型材料,如高分子有机材料、液晶、生物功能材料和超导材料等,以改善原有传感器的某些性能。例如,聚偏氟乙烯薄膜经拉伸、极化后,可用来作为力传感器和温度传感器的敏感元件,与压电陶瓷相比,它的优点是压电常数高,柔性好,机械强度高,质轻,并可制成阵列式的敏感元件。

研究能测数个物理量或化学量的多功能传感器。一般传感器只能测量一个量,多功能传感器能同时测量几个量,并分别转换成相应的电信号。

总之,我相信未来传感器发展将主要表现在利用半导体材料和大规模集成电路工艺,将测量电路和敏感元件结合成一体,以提高传感器的灵敏度、精确度和可靠性,实现小型化、智能化方向发展,不断的追求高效率。希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。

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