1. 传感器有哪些种类
传感器的主要分类:
一、按用途
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
二、按原理
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
三、按输出信号
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
四、按其制造工艺
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。
厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)生产。
完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。
每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
五、按测量目
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
六、按其构成
基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置。
组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
七、按作用形式
按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。
被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置等。
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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、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。
2. 常用的气体传感器都有哪些
气体传感器的分类:
1,最早、最成熟、最便宜的是半导体气体传感器;
2,电版化学气体传感器,权精度高,选择性较好,价格贵,一般检测毒性气体如一氧化碳、H2S、SO2等;
3,催化燃烧的气体探测器,检测可燃性气体,没有选择性,对可燃性气体如加完、丙烷等都有反应的,因为材料使用了催化剂,使用中要注意中毒;
4,红外气体传感器,价格最高;
5,PID传感器,是光粒子型的,价格好贵,无选择性,PPM级的检测;
6,激光气体传感器,国内应用很少;
7,热导型的气体传感器,测量高浓度的气体。
3. 汽车常见的传感器有那些
传感器的种类比较多,像我们一般碰到的传感器一般有:
温度传感器(冷却水温度传感器THW,进气温度传感器THA);
流量传感器(空气流量传感器,燃油流量传感器);
进气压力传感器MAP
节气门位置传感器TPS
发动机转速传感器
车速传感器SPD
曲轴位置传感器(点火正时传感器)
氧传感器
爆震传感器(KNK)
二、空气流量传感器
为了形成符合要求的混合气,使空燃比达到最佳值,我们就必须对发动机进气空气流量进行精确控制。下面我们来介绍一下几种常用的空气流量传感器。
1、 卡门旋涡式空气流量计
涡流式空气流量传感器是利用超声波或光电信号,通过检测旋涡频率来测量空气流量的一种传感器。
众所周知,当野外架空的电线被风吹时,就会发出“嗡、嗡”的声音,且风速越高声音频率越高,这是气体流过电线后形成旋涡(即涡流)所致。液体、气体等流体均会产生这种现象。
同样,如果我们在进气道中放置一个涡流发生器,比如说一个柱状物,在空气流过时,在涡流发生器后部将会不断产生如图所示的两列旋转方向相反,并交替出现的旋涡。这个旋涡就称为卡门旋涡。
卡门旋涡式空气流量计就是利用这种这种旋涡形成的原理,测量气体流速,并通过流速的测量直接反映空气流量。
对于一台具体的卡门旋涡式空气流量计,有如下关系式:qv=kf , qv为体积流量,f为单列旋涡产生的频率,k为比例常数,它与管道直径,柱状物直径等有关。由这个关系式可知,体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理,我们只要检测卡门旋涡的频率f,就可以求出空气流量。
根据旋涡频率的检测方式的不同,汽车用涡流式空气流量传感器分为超声波检测式和光学式检测式两种。例如,中国大陆进口的丰田凌志LS400型轿车和台湾进口的皇冠3.0型轿车采用了 光电检测涡流式空气流量器;日本三菱吉普车、中国长风猎豹吉普车和韩国现代轿车采用了超声波检测涡流式空气流量传感器。
(1)光学式卡门旋涡空气流量计
现代物理学光的粒子说认为,光是一种具有能量的粒子流,当物体受到光照射时,由于吸收了光子能量而产生的效应,称为光电效应。光敏晶体管是一种半
导体器件,它的特点就是受到光的照射时,它们都会产生内光电效应的光生伏特现象,从而产生电流。
工作原理:在产生卡门旋涡的过程中,旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化,通过导孔作用在金属箔上,从而使其振动,发光二极管的光照在振动的金属箔上时,光敏晶体管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光,再由光敏晶体管输出调制过的频率信号,这种频率信号就代表了空气的流量信号。
(2)超声波式卡门旋涡式空气流量计
超声波是指频率高于20HZ,人耳听不到的机械波。它的特性就是方向性好,穿透力强,遇到杂质或物体分界面会产生显著的反射,譬如自然界里的蝙蝠,鲸鱼等动物都是通过超声波来进行方位定向的。利用这种物理特性,我们可以把一些非电量转换成声学参数,通 过压电元件转换成电量。
超声波式卡门旋涡式空气流量计的工作原理与光学式卡门旋涡空气流量计的工作原理大致相同,只是光学元件换成了声学元件。
在日常生活中,常常会遇到这样的现象,即当顺着风向喊话人时,对方很容易听到;而逆着风向喊人时,对方就不容易听到。这是因为前者的空气流动方向与声波的前进方向相同,声波被加速的结果,而后者是声波受阻而减速的结果。在超声波式流量传感器中,同样存在着这种现象。
工作原理是:在旋涡发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和超声波接收探头,超声波发射探头不断向超声波接收探头发出一定频率(一般为40KHZ)的超声波,当超声波通过进气气流到达超声波接收器时,由于受到气流移动速度及压力变化的影响,因此接收到的超声波信号的相位(时间间隔)以及相位差(时间间隔之差)就会发生变化,集成控制电路根据相位或相位差的变化情况计量出涡流的频率。涡流频率信号输入ECU后,ECU就可以计算出进气量。
2、 热线式空气流量计
构成:我们来看书上的结构图,它的基本构成包括感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流的控制电路以及壳体等。根据白金热线在壳体内安装部位的不同,可分为安装在空气主通道内的主流测量方式和安装在空气旁通道内的旁通道测量方式。
热线式空气流量计是利用空气流过热金属线时的冷却效应工作的。将一根铂丝热线置于进气空气流中,当恒定电流通过铂丝使其加热后,如果流过铂丝周围的空气增加,金属丝温度就会降低。如果要使铂丝的温度保持恒定,就应根据空气量调节热线的电流,空气流量越大,需要的电流越大。下面的图是主流测量方式的热线式空气流量计的工作原理图。其中RH为是直径为0.03-0.05的细铂丝(热线),RK是作为温度补偿的冷线电阻。RA和RA是精密线桥电阻。四个电阻共同组成一个惠斯登电桥。在实际工作中,代表空气流量的加热电流是通过电桥中的RA转换成电压输出的。当空气以恒定流量流过时,电源电压使热线保持在一定温度,此时电桥保持平衡。当有空气流动时,由于RH的热量被空气吸收而变冷,其电阻值发生变化,电桥失去平衡。此时,放大器即增加通过铂丝的电流,直到恢复原来的温度和电阻值,使电桥重新平衡。由于电量的增加,RA的电压增加,这样就在RA上得到了代表空气流量的新的电压输出。
进气温度的任何变化都会使电桥失去平衡。为此,在靠近热线的空气流中,设有一个补偿电阻丝(冷线)。冷线补偿电阻的温度起一个参照值的作用。在工作中,放大器会使热线温度高出进气温度100度。热线式空气流量计长期使用,会使热线上积累杂质。为此,在热线式流量计上采用了烧尽措施解决这个难题。每当发动机熄火时,ECU自动接通空气流量计壳体内的电子电路,热线被自动加热,使其温度在1S内升高了1000度。由于烧尽温度必须是非常精确的,因此,在发动机熄火后4S后,该电路才被接通。
这种空气流量计由于没有运动部件,因此工作可靠,而且响应特性较好;缺点是在空气流速分布不均匀时误差较大。
3、 热膜式空气流量计
热线式空气流量计虽然可以提供精确的进气空气流量,但造价太高,主要用于高级轿车,为了满足精度高,结构简单,造价又便宜的要求,德国博世公司厚膜工艺,开发出了热膜式空气流量计。热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似,都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是热膜式空气流量计不用铂金作为热线,而是将热线电阻、补偿电阻和线桥电阻用厚膜工艺集中在一块陶瓷片上。这种空气流量计已大量使用于各种电控汽油喷射系统中。
三、压力传感器
功用:把压力信号转变为电压信号。
应用范围:它在汽车上主要有两个方面的应用。一是用于气压的检测,包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压及轮胎气压等;二是用于用于油压的检测,包括变速箱油压、制动阀油压及悬挂油压等。
1、电容式压力传感器
首先我们来了解一下电容器。电容器的容量与组成的电容的两极板间的电介质及其相对有效面积成正比,而与两极板间的距离成反比,即C=ε A/d,其中ε为电介质的介电常数,A为两金属电极板间相对有效面积,d为两金属电极板间距离。由这个关系式可以看出,当其中两个参数不变,而另一个参数作为变量时,电容量就会随着变化的参数而变化。电容压力传感器由置于空腔内的两个动片(弹性金属膜片)、两个定片(弹性膜片上下凹玻璃上的金属涂层)、输出端子和壳体等组成。其动片与两个定片之间形成了两个串联的电容。当进气压力作用于弹性膜片时,弹性膜片产生位移,势必与一个定片距离减小,而与另一个定片距离加大(可以通过一张纸来示范)。我们可以从公式中看出,两金属电极板间距离是影响电容量的重要因素之一,距离增大,则电容量减少,距离减少,则电容量增大。这种由一个被测量量引起两个传感元件参数等量、相反变化的结构,称为差动结构。如果弹性膜片置于被侧压力与大气压之间(弹性膜片上部空腔通大气),测得的是表压力;如果弹性膜片置于被侧压力与真空之间(弹性膜片上部空腔通真空),测得的是绝对压力。
与电容式传感器配合使用的测量电路有很多种,下面我们来以电桥电路为例说明电容差动式传感器测量电路的工作原理,如图,由于电容是交流参数,所以电桥通过变压器用交流激励。变压器的两个线圈与两个电容组成电桥,当无进气压力时,电桥处于平衡状态,两电容值相等并且为C0,当有压力作用时,其中一个电容值为C0+△C,另一个电容值为C0-△C,(△C为外部压力作用时引起的电容值的变化量),则电桥失去平衡,电容值高的地方电压也高,两个电容之间产生了电压差,由此电桥产生代表进气压力的电压输出U。
2、 差动变压器进气压力传感器
差动压力传感器是一种开磁互感式电感传感器。由于具有两个接成差动结构的二次线圈,所以又称为差动变速器。
当差动变压器的一次线圈由交变电源激励时,其二次线圈就会产生感应电动势。由于二次线圈作差动连接,所以总的输出是两线圈感应电动势之差。当铁心不动时,其总输出量为零;当铁心移动时,输出电动势与铁心位移呈线性变化。
差动变压器进气压力传感器的检测与转换过程是:先将压力的变化转换成变压器铁心的位移,然后通过差动变速器再将铁心位移转换为电信号输出。这种压力传感器主要有真空膜盒(波纹管)、差动变速器等组成。当气压变化时,波纹管变形,带动差速变压器的铁心移动,由于铁心的位移,差动变压器的输出端即有电压产生,将此电压经过处理后送至ECU输入端。如果按照电压的高低来确定喷射时间并使喷油器工作的话,就可以确定基本喷油量。
3、 半导体应变式进气压力传感器
半导体压力进气传感器是利用应变效应工作的。
所谓应变效应,就是指当导体、半导体在外力作用下产生应变时,其电阻值发生变化的现象。
电阻应变片是一种片状电阻传感器,它是利用半导体材料当在其轴向施加一定载荷产生应力时,它的电阻率会发生变化的所谓压阻效应原理工作的。
由电阻应变片构成的进气压力传感器主要由半导体应变片、真空室、混合集成电路板等组成。半导体应变片是在一个膜片上用半导体工艺制做的四个等值电阻,并且连接成电桥电阻。半导体电阻电桥应变片放置在一个真空室内,在进气压力的作用下,应变片产生变形,电阻值发生变化,电桥失去平衡,从而将进气压力的变化转换成电阻电桥输出电压的变化。
四、气门位置传感器
节气门位置传感器安装在节气门体上,它将节气门开度转换成电压信号输出,以便计算机控制喷油量。
节气门位置传感器有开关量输出和线性输出两种类型。
(1)、开关式节气门位置传感器
这种节气门位置传感器实质上是一种转换开关,又称为节气门开关。这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触点、满负荷触点。利用怠速触点和满负荷触点可以检测发动机的怠速状态及重负荷状态。一般将动触点称为TL触点,怠速触点称为IDL触点,满负荷触点称为PSW触点。从结构图可以看出,在与节气门联动的连杆的作用下,凸轮可以旋转,动触点可以沿凸轮的槽运动。这种节气门位置传感器结构比较简单,但其输出是非连续的。
在节气门全关闭时,电压从TL端子加到IDL端子上,再回到电子控制器上。通过这样的途径传递信号时,电子控制器明白节气门现在是全关闭状态。当踏下加速踏板,节气门处于某一开度以上时,电压从TL端子经过PSW端子再传递给电子控制器。电子控制器明白了,现在节气门打开了一定的角度。
下面我将怠速信号与负荷信号对喷油量的影响加以说明。当有IDL信号输出并且发动机转速超过规定转速时,则中断供油,以防止催化剂过热及节省燃油。当IDL信号从有输出转换到无输出时,电子控制器判断出节气门从全关闭状态换至打开状态,当然也就判断出车辆处于起步或再加速状态,所以就会根据发动机的暖机状态进行加速加浓,增大喷油量,以供给加速所需要的较浓混合气。
当有PSW信号输入到电子控制器中时,则发挥输出加浓功能,增大喷油量。在重负荷行车时,若没有PSW信号输出的话,就会没有输出加浓作用,发动机输出的力量就要稍微低一些。
(2)线性节气门位置传感器
线性节气门位置传感器装在节气门上,它可以连续检测节气门的开度。它主要由与节气门联动的电位器、怠速触点等组成。电位计的动触点(即节气门开度输出触点)随节气门开度在电阻膜上滑动,从而在该触点上(TTA 端子)得到与节气门开度成正比例的线性电压输出。如图。当节气门全闭时,另外一个与节气门联动的动触点与IDL触点接通,传感器输出怠速信号。节气门位置输出的线性电压信号经过A/D转换后输送给计算机。
五、氧传感器
在使用三元催化进化装置的汽油喷射发动机中,一般都在排气管中安排氧传感器,用以检测排气中氧的含量,从而间接地判断进入气缸内混合气的浓度,以便对实际空燃比进行闭环控制。当排气中氧的含量过高时,说明混合气过稀,氧传感器即输出一个电信号给ECU,让其指令喷油器增加喷油量;当排气中氧的含量过低时,说明混合气过浓,氧传感器立刻将此信息传递给ECU,让其指令喷油器减少喷油量。目前在汽车上使用的氧传感器主要有二氧化钛氧传感器和二氧化锆氧传感器两种类型的传感器。
工作原理:氧传感器装在发动机的排气管里,用来测量排气中氧的含量。它是按照大气与排气中氧浓度之差而产生电动势的一种电池。如图,在陶瓷电解质的内、外两面分别涂有白金以形成电极。当它插入排气管中时,其外表面接触废气,内表面则通大气。在约300度以上的温度时,陶瓷电解质可变为氧离子的传导体。当混合气较稀,也就是过量空气系数α〉1时,排气中含氧必然多,陶瓷电解质的内外表面的氧浓度差小,只产生小的电压;而当混合气较浓,也就是过量空气系数α〈1时,排气中氧含量较少,同时伴有大量的未完全燃烧物如CO、碳氢化合物等,这些成分都可能在催化剂的作用下与氧发生反应,消耗排气中残余的氧,使陶瓷电解质外表面的氧浓度趋向于零,这样就使得电解质内外的氧浓度差突然增大,传感器输出电压也突然增大了,其数值趋向于1V。
4. 传感器有哪些分类
按用途分
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
2、按原理分
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
3、按其制造工艺分
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。
厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)生产。
4、按测量目分
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
5、按其构成分
基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置。
组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
6、按作用形式分
按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。
被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置传感器分哪几个类型?
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为爱执着永恒
2020-06-22
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一、按用途
压力敏和力敏传感器、位置传感器、温度传感器、温湿度传感器、气体传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
二、按原理
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
三、按输出信号
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号
5. 常见的传感器有哪些类型
传感器(英文名称:/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,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。
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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、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。
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(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”。
中国物联网校企联盟认为,传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。”
“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”。[1]
主要作用
人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。
新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到fm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。
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。
由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。
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。
6. 传感器有哪些种类
1.按用途
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
2.按原理
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
3.按输出信号
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
4.按其制造工艺
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)生产。完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
5.按测量目
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
6.按其构成
基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置。
组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
7.按作用形式
按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。
被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置等。
7. 传感器的种类有哪些
电阻式、变频功率、称重、电阻应变式、压阻式、热电阻、激光、霍尔、温度、无线温度、智能、光敏、生物、视觉、位移、压力、超声波测距离、24GHz雷达、一体化温度、液位、真空度、电容式物位、锑电极酸度、酸碱盐、电导。
8. 我们身边的传感器有哪些
物理传感器是检测物理量的传感器。它是利用某些物理效应,把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式
的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻
式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。作为例子,让我们看看比较常用的光电式传感器。
这种传感器把光信号转换成为电信号,它直接检测来自物体的辐射信息,也可以转换其他物理量成为光信号。
其主要的原理是光电效应:当光照射到物质上的时候,物质上的电效应发生改变,这里的电效应包括电子发射、电
导率和电位电流等。显然,能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件,比如说光敏电阻。这样,
我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射,通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电
能,然后通过放大和去噪声的处理,就得到了所需要的输出的电信号。这里的输出电信号和原始的光信号有一定的
关系,通常是接近线性的关系,这样计算原始的光信号就不是很复杂了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光
电式传感器。
物理传感器的应用范围是非常广泛的,我们仅仅就生物医学的角度来看看物理传感器的应用情况,之后不难推
测物理传感器在其他的方面也有重要的应用。
比如血压测量是医学测量中的最为常规的一种。我们通常的血压测量都是间接测量,通过体表检测出来的血流
和压力之间的关系,从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片,它将压力信号
转变成为膜片的变形,然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来
收缩压,在通过反相器和峰值检测器后,我们可以得到舒张压,通过积分器就可以得到平均压。
让我们再看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要依据,在外科手术和病人监护中都是必不可少
的。比如在使用用于测量呼吸频率的热敏电阻式传感器时,把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧,把夹子夹
在鼻翼上,当呼吸气流从热敏电阻表面流过时,就可以通过热敏电阻来测量呼吸的频率以及热气的状态。
再比如最常见的体表温度测量过程,虽然看起来很容易,但是却有着复杂的测量机理。体表温度是由局部的血
流量、下层组织的导热情况和表皮的散热情况等多种因素决定的,因此测量皮肤温度要考虑到多方面的影响。热电
偶式传感器被较多的应用到温度的测量中,通常有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。由于热电偶的尺寸非常
小,精度比较高的可做到微米的级别,所以能够比较精确地测量出某一点处的温度,加上后期的分析统计,能够得
出比较全面的分析结果。这是传统的水银温度计所不能比拟的,也展示了应用新的技术给科学发展带来的广阔前景。
从以上的介绍可以看出,仅仅在生物医学方面,物理传感器就有着多种多样的应用。传感器的发展方向是多功
能、有图像的、有智能的传感器。传感器测量作为数据获得的重要手段,是工业生产乃至家庭生活所必不可少的器
件,而物理传感器又是最普通的传感器家族,灵活运用物理传感器必然能够创造出更多的产品,更好的效益。
9. 传感器都有哪些主要分类
传感器的主要分类:
一、按用途
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。
二、按原理
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
三、按输出信号
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
四、按其制造工艺
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。
厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶、凝胶等)生产。
完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。
每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
五、按测量目
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
六、按其构成
基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置。
组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器。
应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器。
七、按作用形式
按作用形式可分为主动型和被动型传感器。
主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例,而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例。
被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置等。
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。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、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。