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常用的化學感測器有哪些

發布時間:2022-12-16 08:50:05

『壹』 生活中的感測器有哪些種類

通常根據其基本感知功能分為溫度感測器、光感測器、氣體感測器、壓力感測器、磁感測器、濕度感測器、聲音感測器、放射線感測器、色感測器等。
拓展資料
感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
人們常將感測器的功能與人類5大感覺器官相比擬:
光敏感測器——視覺
聲敏感測器——聽覺
氣敏感測器——嗅覺
化學感測器——味覺
壓敏、溫敏、流體感測器——觸覺
敏感元件的分類:
物理類,基於力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。
化學類,基於化學反應的原理。
生物類,基於酶、抗體、和激素等分子識別功能。

『貳』 化學感應器包括哪些以化學吸附,電化學反應等現象為因果關系的感測器

可以用不同的觀點對感測器進行分類:它們的轉換原理(感測器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信號類型以及製作它們的材料和工藝等。
根據感測器工作原理,可分為物理感測器和化學感測器二大類 :

感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。

化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的感測器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些感測器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數感測器是以物理原理為基礎運作的。化學感測器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,價格問題等,解決了這類難題,化學感測器的應用將會有巨大增長。

常見感測器的應用領域和工作原理列於表1.1。

按照其用途,感測器可分類為:

壓力敏和力敏感測器 ?位置感測器

液面感測器 ?能耗感測器

速度感測器 ?熱敏感測器

加速度感測器 ?射線輻射感測器

振動感測器? 濕敏感測器

磁敏感測器? 氣敏感測器

真空度感測器? 生物感測器等。?

以其輸出信號為標准可將感測器分為:

模擬感測器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。?

數字感測器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。?

膺數字感測器——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)。?

開關感測器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,感測器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
?
在外界因素的作用下,所有材料都會作出相應的、具有特徵性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來製作感測器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將感測器分成下列幾類:

(1)按照其所用材料的類別分?

金屬? 聚合物? 陶瓷? 混合物?

(2)按材料的物理性質分? ? 導體? 絕緣體? 半導體? 磁性材料?

(3)按材料的晶體結構分?

單晶? 多晶? 非晶材料?

與採用新材料緊密相關的感測器開發工作,可以歸納為下述三個方向:?

(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然後使它們能在感測器技術中得到實際使用。?

(2)探索新的材料,應用那些已知的現象、效應和反應來改進感測器技術。?

(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應,並在感測器技術中加以具體實施。?
現代感測器製造業的進展取決於用於感測器技術的新材料和敏感元件的開發強度。感測器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯的。表1.2中給出了一些可用於感測器技術的、能夠轉換能量形式的材料。?

按照其製造工藝,可以將感測器區分為:

集成感測器?薄膜感測器?厚膜感測器?陶瓷感測器
集成感測器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術製造的。通常還將用於初步處理被測信號的部分電路也集成在同一晶元上。?
薄膜感測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,同樣可將部分電路製造在此基板上。?
厚膜感測器是利用相應材料的漿料,塗覆在陶瓷基片上製成的,基片通常是Al2O3製成的,然後進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷感測器採用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。?
完成適當的預備性操作之後,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷感測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點和不足。由於研究、開發和生產所需的資本投入較低,以及感測器參數的高穩定性等原因,採用陶瓷和厚膜感測器比較合理。
感覺這樣的提問沒有什麼意義
不要多想,想多了累

『叄』 電化學生物感測器有哪些

電化學生物感測器
感測器與通信系統和計算機共同構成現代信息處理系統。感測器相當於人的感官,是計算機與自然界及社會的介面,是為計算機提供信息的工具。
感測器通常由敏感(識別)元件、轉換元件、電子線路及相應結構附件組成。生物感測器是指用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體、激素等)或生物體本身(細胞、細胞器、組織等)作為感元件的感測器。電化學生物感測器則是指由生物材料作為敏感元件,電極(固體電極、離子選擇性電極、氣敏電極等)作為轉換元件,以電勢或電流為特徵檢測信號的感測器。圖1是電化學生物感測器基本構成示意圖。由於使用生物材料作為感測器的敏感元件,所以電化學生物感測器具有高度選擇性,是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技術、食品工業、臨床檢測、醫葯工業、生物醫學、環境分析等領域獲得實際應用。
根據作為敏感元件所用生物材料的不同,電化學生物感測器分為酶電極感測器、微生物電極感測器、電化學免疫感測器、組織電極與細胞器電極感測器、電化學DNA感測器等。
(1) 酶電極感測器
以葡萄糖氧化酶(GOD)電極為例簡述其工作原理。在GOD的催化下,葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O7)和過氧化氫:
根據上述反應,顯然可通過氧電極(測氧的消耗)、過氧化氫電極(測H2O2的產生)和pH電極(測酸度變化)來間接測定葡萄糖的含量。因此只要將GOD固定在上述電極表面即可構成測葡萄糖的GOD感測器。這便是所謂的第一代酶電極感測器。這種感測器由於是間接測定法,故干擾因素較多。第二代酶電極感測器是採用氧化還原電子媒介體在酶的氧化還原活性中心與電極之間傳遞電子。第二代酶電極感測器可不受測定體系的限制,測量濃度線性范圍較寬,干擾少。現在不少研究者又在努力發展第三代酶電極感測器,即酶的氧化還原活性中心直接和電極表面交換電子的酶電極感測器。 目前已有的商品酶電極感測器包括:GOD電極感測器、L 乳酸單氧化酶電極感測器、尿酸酶電極感測器等。在研究中的酶電極感測器則非常多。

『肆』 常用感測器有哪些

常用感測器有:

一、電阻式

電阻式感測器是將被測量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式感測器件。

二、變頻功率

變頻功率感測器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣,再將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入二次儀表相連,數字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進行運算。

三、稱重

稱重感測器是一種能夠將重力轉變為電信號的力→電轉換裝置,是電子衡器的一個關鍵部件。能夠實現力→電轉換的感測器有多種,常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。

四、電阻應變式

感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下發生機械變形,使電阻值發生相應的變化。電阻應變計主要由金屬和半導體兩部分組成。金屬應變計分為金屬絲應變計、金屬箔應變計和金屬膜應變計。

五、壓阻式

壓阻感測器是一種基於半導體材料的壓阻效應和半導體材料基片上擴散電阻的器件。該基板可直接用作測量感測器,擴散電阻以電橋的形式連接到該基板上。當基板受到外力變形時,電阻值會發生變化,電橋會產生不平衡輸出。

六、熱電阻

熱電阻溫度測量是基於金屬導體電阻值隨溫度升高而增大的特性。熱電阻大多由純金屬材料製成。目前,鉑和銅是應用最廣泛的材料。此外,鎳、錳和銠還被用來製造熱電阻。

參考資料來源:網路—感測器

『伍』 常見的感測器種類有哪些

生活中的感測器有以下種類:

1,光感測器

光感測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,溫度感測器

用於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感測器的。

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變化的感測器,利用介電常數和壓電常數的變化,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。

3,壓力感測器

大多數壓力感測器都是利用了某種壓阻效應。所謂壓阻效應,就是當壓力施加於電阻體上時,會使其電阻值發生變化,這種現象稱為壓阻現象比金屬電阻的變化明顯得多,其主要是因在受壓後其電子或空穴的遷移率發生變化。最常見的應用實例,就是電子稱了。

4,磁感測器

磁感測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,氣體感測器

氣體感測器實際就是半導體氣體感測器。主要是氣體的吸附效應。如半導體 SnO2燒結製成的氣敏感測器,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生電子交換。控制載流子運動的晶粒界面處的勢壘會發生變化。

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。

感測器的特點包括:

微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械繫統(MEMS)技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力感測器。

生物感測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,是發展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監控方法,也是物質分子水平的快速、微量分析方法。

各種生物感測器有以下共同的結構:包括一種或數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(感測器),二者組合在一起,用現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感測器分析裝置、儀器和系統。

『陸』 感測器都有哪些主要分類

感測器的主要分類:
一、按用途
壓力敏和力敏感測器、位置感測器、液位感測器、能耗感測器、速度感測器、加速度感測器、射線輻射感測器、熱敏感測器。
二、按原理
振動感測器、濕敏感測器、磁敏感測器、氣敏感測器、真空度感測器、生物感測器等。
三、按輸出信號
模擬感測器:將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字感測器:將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。
膺數字感測器: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)。
開關感測器:當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時,感測器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
四、按其製造工藝
集成感測器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術製造的。通常還將用於初步處理被測信號的部分電路也集成在同一晶元上。
薄膜感測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,同樣可將部分電路製造在此基板上。
厚膜感測器是利用相應材料的漿料,塗覆在陶瓷基片上製成的,基片通常是Al2O3製成的,然後進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷感測器採用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產。
完成適當的預備性操作之後,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷感測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點和不足。由於研究、開發和生產所需的資本投入較低,以及感測器參數的高穩定性等原因,採用陶瓷和厚膜感測器比較合理。
五、按測量目
物理型感測器是利用被測量物質的某些物理性質發生明顯變化的特性製成的。
化學型感測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製成的。
生物型感測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感測器。
六、按其構成
基本型感測器:是一種最基本的單個變換裝置。
組合型感測器:是由不同單個變換裝置組合而構成的感測器。
應用型感測器:是基本型感測器或組合型感測器與其他機構組合而構成的感測器。
七、按作用形式
按作用形式可分為主動型和被動型感測器。
主動型感測器又有作用型和反作用型,此種感測器對被測對象能發出一定探測信號,能檢測探測信號在被測對象中所產生的變化,或者由探測信號在被測對象中產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。
被動型感測器只是接收被測對象本身產生的信號,如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
感測器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。感測器的存在和發展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

『柒』 感測器有哪些種類

一、溫度感測器:是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的感測器。溫度感測器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測 量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照感測器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
溫度感測器是最早開發,應用最廣的一類感測器。溫度感測器的市場份額大大超過了其他的感測器。從17世紀初人們開始 利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼 開發了半導體熱電偶感測器、PN結溫度感測器和集成溫度感測器。
二、壓力感測器:是工業實踐中最為常用的一種感測器,其廣泛應用於各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智 能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業,下面就簡單介紹一些常用感測器原 理及其應用。另有醫用壓力感測器。
壓力感測器主要應用於增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機,壓縮機,空調製冷設備等領域。
三、液位感測器:是一種測量液位的壓力感測器。靜壓投入式液位變送器(液位計)是基於所測液體靜壓與該液體的高度 成比例的原理,採用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感感測器,將靜壓轉換為電信號,再經過溫度補償和 線性修正,轉化成標准電信號。
液位感測器適用於石油化工、冶金、電力、制葯、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。
四、電容式物位感測器:利用被測介質面的變化引起電容變化的一種變介質型電容感測器。具有可靠性高,安裝方便等特 點,可廣泛應用於冶金、采礦、等部門作料位控制,是應用最廣的一種物位感測器。
因為電容量電容量是連續變化的,因此該感測器可以用作連續式物位測量,也可用作物位開關,作為報警或喂料、卸料設 備的輸入信號。
五、超聲波感測器:是利用超聲波的特性研製而成的感測器。超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波,由換能晶片在電 壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲 波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。
超聲波感測技術應用在生產實踐的不同方面,而醫學應用是其最主要的應用之一。硬之城超聲波感測器可以對集裝箱狀態進行探測。超聲波感測器可用於檢測透明物體、液體、任何錶粗糙、光滑、光的密緻材料和不規則物體。超聲波感測器可以應用於食品加工廠,實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波感測器可用於探測液位、探測透明物體和材料,控制張力以及測量距離,主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗煤的設備運、塑料加工以及汽車行業等。

『捌』 生活中常見的感測器有哪五種各有什麼作用

一、五種常用的感測器類型
(一)溫度感測器
該設備從源頭收集有關溫度的信息,並轉換成其他設備或人可以理解的形式。溫度感測器的最佳例證是玻璃水銀溫度計,會隨著溫度的變化而膨脹和收縮。外部溫度是溫度測量的來源,觀察者觀察汞的位置以測量溫度。溫度感測器有兩種基本類型:
● 接觸式感測器——這種類型的感測器需要與被感測對象或介質直接物理接觸。它們可以在很大的溫度范圍內監控固體、液體和氣體的溫度。
● 非接觸式感測器——這種類型的感測器不需要與被檢測的物體或介質發生任何物理接觸。它們監控非反射性固體和液體,但由於天然透明性,因此對氣體無用。這些感測器使用普朗克定律測量溫度。該定律處理從熱源輻射的熱量以測量溫度。
不同類型溫度感測器的工作原理及實例
(1)熱電偶——它們由兩根電線(每根均為不同的均勻合金或金屬)組成,通過在一端的連接形成測量接頭,該測量接頭對被測元件開放。電線的另一端端接到測量設備,在此形成參考結。由於兩個結點的溫度不同,電流流過電路,測量得到的毫伏來確定結點的溫度。熱電偶示意圖如下。
(2)電阻溫度檢測器(RTD)——這是一種熱電阻,其製造目的是隨著溫度的變化改變電阻,它們比任何其他溫度檢測設備都貴。電阻式溫度探測器示意圖如下。
(3)熱敏電阻——它們是另一種電阻,電阻的大變化與溫度的小變化成正比。
(二)、紅外感測器
該設備發射或檢測紅外輻射以感知環境中的特定相位。一般來說,熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發出的,紅外感測器檢測到這種人眼看不見的輻射。
工作原理
其基本原理是利用紅外發光二極體向物體發射紅外光。同一類型的另一個紅外二極體將用於探測物體反射波。
當紅外接收器受到紅外光照射時,導線上會產生電壓差。由於產生的電壓很小,很難被檢測到,因此使用運算放大器(運放)來准確地檢測低電壓。
測量物體與接收感測器的距離:紅外感測器組件的電特性可用於測量物體的距離,當紅外接收器受到光照時,導線上會產生電位差。
(三)紫外線感測器
這些感測器測量入射紫外線的強度或功率。這種電磁輻射的波長比x射線長,但仍比可見光短。一種被稱為聚晶金剛石的活性材料正被用於可靠的紫外感測,紫外線感測器可以發現環境暴露在紫外線輻射下的情況。
工作原理
紫外線感測器接收一種類型的能量信號,並傳輸不同類型的能量信號。
為了觀察和記錄這些輸出信號,它們被導向電表。為了生成圖形和報告,輸出信號被傳輸到模數轉換器(ADC),然後再通過軟體傳輸到計算機。
(四)觸摸感測器
觸摸感測器根據觸摸位置充當可變電阻器。觸摸感測器作為可變電阻工作的圖。
原理與工作
部分導電材料反對電流的流動。線性位置感測器的主要原理是,當電流必須通過的材料長度越長時,電流就越相反。因此,材料的電阻通過改變其與完全導電材料接觸的位置而變化。
通常,軟體與觸摸感測器相連。在這種情況下,內存是由軟體提供的。當感測器被關閉時,他們可以記憶「最後一次接觸的位置」。一旦感測器被激活,他們就能記住「第一次接觸位置」,並理解與之相關的所有值。這個動作類似於移動滑鼠並將其定位在滑鼠墊的另一端,以便將游標移動到屏幕的遠端。
(五)接近感測器
接近感測器檢測幾乎沒有任何接觸點的物體的存在。由於感測器與被測物體之間沒有接觸,且缺少機械零件,因此這些感測器的使用壽命長,可靠性高。不同類型的接近感測器有感應式接近感測器、電容式接近感測器、超聲波接近感測器、光電感測器、霍爾效應感測器等。
工作原理
接近感測器發射電磁或靜電場或電磁輻射束(如紅外線),並等待返回信號或場中的變化,被感測的物體稱為接近感測器的目標。
● 感應式接近感測器——它們有一個振盪器作為輸入,通過接近導電介質來改變損耗電阻。這些感測器是首選的金屬目標。
● 電容式接近感測器——它們轉換檢測電極和接地電極兩側的靜電電容變化。這是通過以振盪頻率的變化接近附近的物體而發生的。為了檢測附近的目標,將振盪頻率轉換為直流電壓,並與預定閾值進行比較。這些感測器是塑料目標的首選。

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