傳感器都有什么,常見的傳感器種類有哪些?


1、常見的傳感器種類有哪些?
生活中的傳感器有以下種類:
1,光傳感器
光傳感器利用的是半導體的光導效應或光生伏特效應。光生伏特效應是通過光照射,將半導體PN結處產(chǎn)生的電壓或電流作為輸出加以檢測。如光敏二級管,光敏三級管等。這些效應都是利用了光的量子性質。最常見的應用實例,就是光控燈。
2,溫度傳感器
用于檢測溫度的物理效應當中,除了利用塞貝克效應的熱電偶外,通常利用Pt,W等的金屬和氧氣物半導體以及非氧化物半導體,有機半導體等的電阻隨溫度變化來作為溫度傳感器的。
此外,還有利用PN結處電流——電壓特性隨溫度的變化,利用居里溫度附近磁特性和介電常數(shù)變化的傳感器,利用介電常數(shù)和壓電常數(shù)的變化,來檢測其共振頻率變化的溫度的感器等。最常見的應用實例,就是空調的控溫了。
大多數(shù)壓力傳感器都是利用了某種壓阻效應。所謂壓阻效應,就是當壓力施加于電阻體上時,會使其電阻值發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為壓阻現(xiàn)象比金屬電阻的變化明顯得多,其主要是因在受壓后其電子或空穴的遷移率發(fā)生變化。最常見的應用實例,就是電子稱了。
4,磁傳感器
磁傳感器常用的效應是霍爾效應與磁阻效應。利用霍爾效應的元件是霍爾元件,它是在一半導體薄片兩端之間通以電流,如果在薄片垂直方向外加一磁場,則載流子在羅倫茲力的作用下,將沿著與磁場方向垂直的方向移動,若在該方向上設置電極,則可檢測出電壓來 (霍爾電壓)。最常見的應用實例,就是電動車的調速方法了。
5,氣體傳感器
氣體傳感器實際就是半導體氣體傳感器。主要是氣體的吸附效應。如半導體 SnO2燒結制成的氣敏傳感器,其為多晶體,當表面吸附氣體分子時,就會在氣體分子與燒結體之間發(fā)生電子交換??刂戚d流子運動的晶粒界面處的勢壘會發(fā)生變化。
若在燒結體上設置兩個電極,其間電阻將隨氣體分子吸附情況而增減。一般在還原性氣體中電阻值會減少,在氧化性氣體中電阻值會增加。最常見的應用實例,就是各種煙霧報警器了。
傳感器的特點包括:
微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化,它不僅促進了傳統(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世紀新的經(jīng)濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力傳感器。
生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理化學換能器有機結合的一門交叉學科,是發(fā)展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監(jiān)控方法,也是物質分子水平的快速、微量分析方法。
各種生物傳感器有以下共同的結構:包括一種或數(shù)種相關生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理或化學換能器(傳感器),二者組合在一起,用現(xiàn)代微電子和自動化儀表技術進行生物信號的再加工,構成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。
2、傳感器有哪些種類
1.按用途
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
2.按原理
振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
3.按輸出信號
模擬傳感器:將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。
數(shù)字傳感器:將被測量的非電學量轉換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉換)。
膺數(shù)字傳感器:將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。
開關傳感器:當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
4.按其制造工藝
集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜成形。陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產(chǎn)。完成適當?shù)念A備性操作之后,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
5.按測量目
物理型傳感器是利用被測量物質的某些物理性質發(fā)生明顯變化的特性制成的。
化學型傳感器是利用能把化學物質的成分、濃度等化學量轉化成電學量的敏感元件制成的。
生物型傳感器是利用各種生物或生物物質的特性做成的,用以檢測與識別生物體內化學成分的傳感器。
6.按其構成
基本型傳感器:是一種最基本的單個變換裝置。
組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構成的傳感器。
應用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構組合而構成的傳感器。
7.按作用形式
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。
主動型傳感器又有作用型和反作用型,此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號,能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化,或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型,檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例,而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。
被動型傳感器只是接收被測對象本身產(chǎn)生的信號,如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
3、生活中最常用的傳感器有哪些
傳感器(Sensor)是一種常見的卻又很重要的器件,它是感受規(guī)定的被測量的各種量并按一定規(guī)律將其轉換為有用信號的器件或裝置。對于傳感器來說,按照輸入的狀態(tài),輸入可以分成靜態(tài)量和動態(tài)量。我們可以根據(jù)在各個值的穩(wěn)定狀態(tài)下,輸出量和輸入量的關系得到傳感器的靜態(tài)特性。
傳感器的靜態(tài)特性的主要指標有線性度、遲滯、重復性、靈敏度和準確度等。傳感器的動態(tài)特性則指的是對于輸入量隨著時間變化的響應特性。動態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動控制的模型來描述。通常,傳感器接收到的信號都有微弱的低頻信號,外界的干擾有的時候的幅度能夠超過被測量的信號,因此消除串入的噪聲就成為了一項關鍵的傳感器技術。
下面就由小編帶大家認識一下常用于生活中的七大傳感器。
1、物理傳感器:
物理傳感器是檢測物理量的傳感器。它是利用某些物理效應,把被測量的物理量轉化成為便于處理的能量形式的信號的裝置。其輸出的信號和輸入的信號有確定的關系。主要的物理傳感器有光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導纖維傳感器等。作為例子,讓我們看看比較常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號轉換成為電信號,它直接檢測來自物體的輻射信息,也可以轉換其他物理量成為光信號。
其主要的原理是光電效應:當光照射到物質上的時候,物質上的電效應發(fā)生改變,這里的電效應包括電子發(fā)射、電導率和電位電流等。顯然,能夠容易產(chǎn)生這樣效應的器件成為光電式傳感器的主要部件,比如說光敏電阻。這樣,我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應的光的照射,通過類似光敏電阻這樣的器件把光能轉化成為電能,然后通過放大和去噪聲的處理,就得到了所需要的輸出的電信號。這里的輸出電信號和原始的光信號有一定的關系,通常是接近線性的關系,這樣計算原始的光信號就不是很復雜了。其它的物理傳感器的原理都可以類比于光電式傳感器。
2、光電傳感器:
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。
光電傳感器一般由處理通路和處理元件2 部分組成。其基本原理是以光電效應為基礎,把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將非電信號轉換成電信號。光電效應是指用光照射某一物體,可以看作是一連串帶有一定能量為的光子轟擊在這個物體上,此時光子能量就傳遞給電子,并且是一個光子的全部能量一次性地被一個電子所吸收,電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)就會發(fā)生變化,從而使受光照射的物體產(chǎn)生相應的電效應。
光電式傳感器是以光電器件作為轉換元件的傳感器,它可用于檢測直接引起光量變化的非電物理量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。新的光電器件不斷涌現(xiàn),特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。
3、仿生傳感器:
仿生傳感器,是一種采用新的檢測原理的新型傳感器,它采用固定化的細胞、酶或者其他生物活性物質與換能器相配合組成傳感器。這種傳感器是近年來生物醫(yī)學和電子學、工程學相互滲透而發(fā)展起來的一種新型的信息技術。這種傳感器的特點是機能高、壽命長。在仿生傳感器中,比較常用的是生體模擬的傳感器。
仿生傳感器按照使用的介質可以分為:酶傳感器、微生物傳感器、細胞器傳感器、組織傳感器等。在圖中我們可以看到,仿生傳感器和生物學理論的方方面面都有密切的聯(lián)系,是生物學理論發(fā)展的直接成果。在生體模擬的傳感器中,尿素傳感器是最近開發(fā)出來的一種傳感器。
目前,雖然已經(jīng)發(fā)展成功了許多仿生傳感器,但仿生傳感器的穩(wěn)定性、再現(xiàn)性和可批量生產(chǎn)性明顯不足,所以仿生傳感技術尚處于幼年期,因此,以后除繼續(xù)開發(fā)出新系列的仿生傳感器和完善現(xiàn)有的系列之外,生物活性膜的固定化技術和仿生傳感器的固態(tài)化值得進一步研究。
4、水質PH傳感器:
水質PH傳感器,通常由化學部分和信號傳輸部分構成。用來檢測被測物中氫離子濃度并轉換成相應的可用輸出信號的傳感器。pH傳感器可以對大型反應槽或制程管路中pH值測定;耐高溫殺菌、CIP清洗;電極長度有120、150、220、250、450mm等多種選擇。美國sensorex公司水質PH傳感器- S290C用于多種場合的pH值測量,比如:廢水污水場合pH值測量,電鍍廢水場合pH值測量,高溫場合pH值測量,發(fā)酵場合pH值測量,高壓場合pH值測量等多種場合pH值的測量。
5、電磁傳感器:
磁傳感器是最古老的傳感器,指南針是磁傳感器的最早的一種應用。但是作為現(xiàn)代的傳感器,為了便于信號處理,需要磁傳感器能將磁信號轉化成為電信號輸出。應用最早的是根據(jù)電磁感應原理制造的磁電式的傳感器。這種磁電式傳感器曾在工業(yè)控制領域作出了杰出的貢獻,但是到今天已經(jīng)被以高性能磁敏感材料為主的新型磁傳感器所替代。
在今天所用的電磁效應的傳感器中,磁旋轉傳感器是重要的一種。磁旋轉傳感器主要由半導體磁阻元件、永久磁鐵、固定器、外殼等幾個部分組成。典型結構是將一對磁阻元件安裝在一個永磁體的刺激上,元件的輸入輸出端子接到固定器上,然后安裝在金屬盒中,再用工程塑料密封,形成密閉結構,這個結構就具有良好的可靠性。磁旋轉傳感器有許多半導體磁阻元件無法比擬一款電磁傳感器的外形的優(yōu)點。除了具備很高的靈敏度和很大的輸出信號外,而且有很強的轉速檢測范圍,這是由于電子技術發(fā)展的結果。另外,這種傳感器還能夠應用在很大的溫度范圍中,有很長的工作壽命、抗灰塵、水和油污的能力強,因此耐受各種環(huán)境條件及外部噪聲。所以,這種傳感器在工業(yè)應用中受到廣泛的重視。
磁旋轉傳感器在工廠自動化系統(tǒng)中有廣泛的應用,因為這種傳感器有著令人滿意的特性,同時不需要維護。其主要應用在機床伺服電機的轉動檢測、工廠自動化的機器人臂的定位、液壓沖程的檢測、工廠自動化相關設備的位置檢測、旋轉編碼器的檢測單元和各種旋轉的檢測單元等?,F(xiàn)代的磁旋轉傳感器主要包括有四相傳感器和單相傳感器。在工作過程中,四相差動旋轉傳感器用一對檢測單元實現(xiàn)差動檢測,另一對實現(xiàn)倒差動檢測。這樣,四相傳感器的檢測能力是單元件的四倍。而二元件的單相旋轉傳感器也有自己的優(yōu)點,也就是小巧可靠的特點,并且輸出信號大,能檢測低速運動,抗環(huán)境影響和抗噪聲能力強,成本低。因此單相傳感器也將有很好的市場。
6、磁光效應傳感器:
現(xiàn)代電測技術日趨成熟,由于具有精度高、便于微機相連實現(xiàn)自動實時處理等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應用在電氣量和非電氣量的測量中。然而電測法容易受到干擾,在交流測量時,頻響不夠寬及對耐壓、絕緣方面有一定要求,在激光技術迅速發(fā)展的今天,已經(jīng)能夠解決上述的問題。
磁光效應傳感器就是利用激光技術發(fā)展而成的高性能傳感器。激光,是本世紀六十年代初迅速發(fā)展起來的又一新技術,它的出現(xiàn)標志著人們掌握和利用光波進入了一個新的階段。由于以往普通光源單色度低,故很多重要的應用受到限制,而激光的出現(xiàn),使無線電技術和光學技術突飛猛進、相互滲透、相互補充?,F(xiàn)在,利用激光已經(jīng)制成了許多傳感器,解決了許多以前不能解決的技術難題,使它適用于煤礦、石油、天然氣貯存等危險、易燃的場所。
比如說用激光制成的光導纖維傳感器,能測量原油噴射、石油大罐龜裂的情況參數(shù)。在實測地點,不必電源供電,這對于安全防爆措施要求很嚴格的石油化工設備群尤為適用,也可用來在大型鋼鐵廠的某些環(huán)節(jié)實現(xiàn)光學方法的遙測化學技術。
在磁光效應傳感器的使用中,最重要的是選擇磁光介質和激光器,不同的器件在靈敏度、工作范圍方面都有不同的能力。隨著近幾十年來的高性能激光器和新型的磁光介質的出現(xiàn),磁光效應傳感器的性能越來越強,應用也越來越廣泛。磁光效應傳感器做為一種特定用途的傳感器,能夠在特定的環(huán)境中發(fā)揮自己的功能,也是一種非常重要的工業(yè)傳感器。
7、壓力傳感器:
壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的,這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。
我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質,當沿著一定方向受到機械力作用發(fā)生變形時,就產(chǎn)生了極化效應;當機械力撤掉之后,又會重新回到不帶電的狀態(tài),也就是受到壓力的時候,某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應,這就是所謂的極化效應??茖W家就是根據(jù)這個效應研制出了壓力傳感器。
壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理,壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量,因為經(jīng)過外力作用后的電荷,只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應力。
壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應用,特別壓電傳感器的外形是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。也可以用來測量發(fā)動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。
它既可以用來測量大的壓力,也可以用來測量微小的壓力。壓電式傳感器也廣泛應用在生物醫(yī)學測量中,比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。除了壓電傳感器之外,還有利用壓阻效應制造出來的壓阻傳感器,利用應變效應的應變式傳感器等,這些不同的壓力傳感器利用不同的效應和不同的材料,在不同的場合能夠發(fā)揮它們獨特的用途。
4、一般的傳感器有哪些?起什么作用
傳感器有哪些類型?
1、按用途分
力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
2、按原理分
振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
3、按其制造工藝分
集成傳感器:是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。
薄膜傳感器:則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路制造在此基板上。
厚膜傳感器:是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷傳感器:采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產(chǎn)。
4、按測量目分
物理型傳感器:是利用被測量物質的某些物理性質發(fā)生明顯變化的特性制成的。
化學型傳感器:是利用能把化學物質的成分、濃度等化學量轉化成電學量的敏感元件制成的。
生物型傳感器:是利用各種生物或生物物質的特性做成的,用以檢測與識別生物體內化學成分的傳感器。
5、按其構成分
基本型傳感器:是一種最基本的單個變換裝置。
組合型傳感器:是由不同單個變換裝置組合而構成的傳感器。
應用型傳感器:是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構組合而構成的傳感器。
6、按作用形式分
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。
主動型傳感器:又有作用型和反作用型,此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號,能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化,或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型,檢測產(chǎn)生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例,而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。
被動型傳感器:只是接收被測對象本身產(chǎn)生的信號,如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
傳感器作用
是把非電學量(如力、溫度、光、聲、化學成分等)轉化為電學量(如電壓、電流等)或電路的通斷,從而實現(xiàn)很方便地測量、傳輸、處理或自動控制。傳感器的種類很多、功能各異。
責任編輯:David
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