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下列不是物理感測器的是什麼意思

發布時間:2022-05-13 12:38:19

Ⅰ 感測器 幾種類型

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。

轉速感測器----就是旋轉編碼器,將轉速轉換成脈沖波(5VDC)送入PLC或其它處理器進行處理。
電流感測器----就是電流變送器,將0-5A或更大的電流信號轉換成4——20mA或0——20mA的標准控制信號給處理器。
電壓感測器----就是電壓變送器,將0——100V或更大的電壓信號轉換成0——10V的標准控制信號給處理器。
振動感測器----檢測機械設備的振動,進行線性輸出或繼電器輸出。
霍爾感測器---- 就是電感式的接近開關,採用霍爾原理。檢測距離不會超過10mm。輸出信號一般都是直流三線制的PNP或NPN輸出。
缸壓感測器——就是壓力感測器,可以輸出繼電器信號也可以是線性信號。
空氣流量感測器——可以輸出繼電器信號或電壓、電流的線性信號。
氧感測器 ——
節氣門位置感測器
溫度感測器 ——這個一般都是線性的電壓輸出。並且要配合溫控器使用

Ⅱ 感測器分為哪幾種

壓力感測器、溫濕度感測器、溫度感測器、流量感測器、液位感測器、超聲波感測器、浸水感測器、照度感測器光電感測器是採用光電元件作為檢測元件的感測器。稱重感測器實際上是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。

Ⅲ 哪個不是物理感測器 a.視覺感測器 b.嗅覺感測器 c.聽覺感測器 d.觸覺感測器

這些都是仿生感測器范疇,除了生物感測器可以實現仿生感測技術以外,視覺可由光學感測器實現,嗅覺可由化學(氣體)感測器實現,聽覺可由振動感測器實現,觸覺可由壓力感測器實現。從狹義的物理定義來看,傳統的嗅覺感測器是主要依靠化學反應的感測器技術,因此B應該是最恰當的答案。
需要說明的是,現在的MEMS氣體感測器已經將敏感反應或吸附材料製作在微機械結構的懸臂樑上了,通過測量懸臂梁的應力變化來實現氣體感測器的功能,是化學與物理結合的感測器。碼字辛苦,希望對你有所幫助。

Ⅳ 感測器分為哪兩大類他們有何特點有何區別請各類分別舉出2中感測器。

感測器的分類
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。

Ⅳ 感測器的分類

1、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。

2、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。

3、電阻應變式

感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應,即在外力作用下產生機械形變,從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類,金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高(通常是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應小等優點。

4、壓阻式

壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件,擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時,各電阻值將發生變化,電橋就會產生相應的不平衡輸出。

5、熱電阻

熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料製成,目前應用最多的是鉑和銅,此外,已開始採用鎳、錳和銠等材料製造熱電阻。

6、激光

利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。

7、霍爾

霍爾感測器是根據霍爾效應製作的一種磁場感測器,廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數,能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

參考資料來源:網路—感測器

Ⅵ 物理感測器的分類

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下表。 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
加速度感測器 射線輻射感測器 熱敏感測器 24GHz雷達感測器 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。 感測器的靜態特性是指對靜態的輸入信號,感測器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關,所以它們之間的關系,即感測器的靜態特性可用一個不含時間變數的代數方程,或以輸入量作橫坐標,把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表徵感測器靜態特性的主要參數有:線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。
(1)線性度:指感測器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。
(2)靈敏度:靈敏度是感測器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用S表示靈敏度。
(3)遲滯:感測器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對於同一大小的輸入信號,感測器的正反行程輸出信號大小不相等,這個差值稱為遲滯差值。
(4)重復性:重復性是指感測器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時,所得特性曲線不一致的程度。
(5)漂移:感測器的漂移是指在輸入量不變的情況下,感測器輸出量隨著時間變化,此現象稱為漂移。產生漂移的原因有兩個方面:一是感測器自身結構參數;二是周圍環境(如溫度、濕度等)。 通常情況下,感測器的實際靜態特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數,常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標。 擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或將與特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。

Ⅶ 感測器分類

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下表。
1.感測器按照其用途分類
壓力敏和力敏感測器位置感測器 液面感測器能耗感測器 速度感測器加速度感測器 射線輻射感測器 熱敏感測器 24GHz雷達感測器
2.感測器按照其原理分類
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。
3.感測器按照其輸出信號為標准分類
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。
4.感測器按照其材料為標准分類
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。
5.感測器按照其製造工藝分類
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。 (空侶網暖通專家提供)
6.感測器根據測量目的不同分類
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。

Ⅷ 物聯網技術與應用 1.雲計算與物聯網的結合 2.哪個不是物理感測器

物聯網(Internet of Things)是指把物體用互聯網路連接起來,在中國,物聯網技術已從實驗室階段走向實際應用,國家智能電網、機場安保、物流等領域已出現物聯網身影。物聯網的關鍵環節可以歸納為全面感知、可靠傳送、智能處理。全面感知是指利用射頻識別(RFID)、GPS、攝像頭、感測器、感測器網路等感知、捕獲、測量的技術手段,隨時隨地對物體進行信息採集和獲取;可靠傳送是指通過各種通信網路、互聯網隨時隨地進行可靠的信息交互和共享;智能處理是指對海量的跨部門、跨行業、跨地域的數據和信息進行分析處理,提升對物理世界、經濟社會各種活動的洞察力,實現智能化的決策和控制。相比互聯網具有的全球互聯.瓦通的特徵,物聯網具有局域性和行業性特徵,已被公認為是繼計算機、互聯網與移動通信網之後的世界信息產業第三次浪潮。

Ⅸ 感測器的定義和分類

一、感測器的定義

信息處理技術取得的進展以及微處理器和計算機技術的高速發展,都需要在感測器的開發方面有相應的進展。微處理器現在已經在測量和控制系統中得到了廣泛的應用。隨著這些系統能力的增強,作為信息採集系統的前端單元,感測器的作用越來越重要。感測器已成為自動化系統和機器人技術中的關鍵部件,作為系統中的一個結構組成,其重要性變得越來越明顯。

最廣義地來說,感測器是一種能把物理量或化學量轉變成便於利用的電信號的器件。國際電工委員會(IEC:International
Electrotechnical Committee)的定義為:「感測器是測量系統中的一種前置部件,它將輸入變數轉換成可供測量的信號」。按照Gopel等的說法是:「感測器是包括承載體和電路連接的敏感元件」,而「感測器系統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的感測器」。感測器是感測器系統的一個組成部分,它是被測量信號輸入的第一道關口。

感測器系統的原則框圖示於圖1-1,進入感測器的信號幅度是很小的,而且混雜有干擾信號和雜訊。為了方便隨後的處理過程,首先要將信號整形成具有最佳特性的波形,有時還需要將信號線性化,該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。在某些情況下,這些電路的一部分是和感測器部件直接相鄰的。成形後的信號隨後轉換成數字信號,並輸入到微處理器。

德國和俄羅斯學者認為感測器應是由二部分組成的,即直接感知被測量信號的敏感元件部分和初始處理信號的電路部分。按這種理解,感測器還包含了信號成形器的電路部分。

感測器系統的性能主要取決於感測器,感測器把某種形式的能量轉換成另一種形式的能量。有兩類感測器:有源的和無源的。有源感測器能將一種能量形式直接轉變成另一種,不需要外接的能源或激勵源

有源(a)和無源(b)感測器的信號流程

無源感測器不能直接轉換能量形式,但它能控制從另一輸入端輸入的能量或激勵能感測器承擔將某個對象或過程的特定特性轉換成數量的工作。其「對象」可以是固體、液體或氣體,而它們的狀態可以是靜態的,也可以是動態(即過程)的。對象特性被轉換量化後可以通過多種方式檢測。對象的特性可以是物理性質的,也可以是化學性質的。按照其工作原理,感測器將對象特性或狀態參數轉換成可測定的電學量,然後將此電信號分離出來,送入感測器系統加以評測或標示。

各種物理效應和工作機理被用於製作不同功能的感測器。感測器可以直接接觸被測量對象,也可以不接觸。用於感測器的工作機制和效應類型不斷增加,其包含的處理過程日益完善。

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

與當代的感測器相比,人類的感覺能力好得多,但也有一些感測器比人的感覺功能優越,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。

對感測器設定了許多技術要求,有一些是對所有類型感測器都適用的,也有隻對特定類型感測器適用的特殊要求。針對感測器的工作原理和結構在不同場合均需要的基本要求是:

高靈敏度 抗干擾的穩定性(對雜訊不敏感) 線性 容易調節(校準簡易)

高精度 高可靠性 無遲滯性 工作壽命長(耐用性)

可重復性 抗老化 高響應速率 抗環境影響(熱、振動、酸、鹼、空氣、水、塵埃)的能力

選擇性 安全性(感測器應是無污染的) 互換性 低成本

寬測量范圍 小尺寸、重量輕和高強度 寬工作溫度范圍

二、感測器的分類

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。

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。

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已的優點和不足。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。

Ⅹ 感測器的分類有哪些它們的原理是什麼

感測器的分類
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下表。 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 加速度感測器 射線輻射感測器 熱敏感測器 24GHz雷達感測器 2、按照其原理,感測器可分類為: 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。
感測器的原理
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。向感測器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振盪器產生400Hz的方波,經過TDA2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,該電源做運算放大器AD822的工作電源;由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源產生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,再通過V/F轉換器LM131變換成頻率信號,通過信號環形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由於該旋轉變壓器動--靜環之間只有零點幾毫米的間隙,加之感測器軸上部分都密封在金屬外殼之內,形成有效的屏蔽,因此具有很強的抗干擾能力。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。
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