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技術(shù)文章

傳感器的作用及分類介紹

閱讀:2006發(fā)布時間:2013-9-3

  hbzhan內(nèi)容導(dǎo)讀:在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)尤其是自動化出產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)督和控制出產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或*狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到的質(zhì)量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化出產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
  
  傳感器早已滲透滲出到諸如產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域??梢越^不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
  
  根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類:
  
  傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。
  
  化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。
  
  有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?;瘜W(xué)傳感器技術(shù)題目較多,例如可靠性題目,規(guī)模出產(chǎn)的可能性,價格題目等,解決了這類挫折,化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會有巨大增長。
  
  常見傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于下表。
  
  1.按照其用途,傳感器可分類為:
  
  壓力敏和力敏傳感器位置傳感器
  
  液面?zhèn)鞲衅髂芎膫鞲衅?br />  
  速度傳感器加速度傳感器
  
  射線輻射傳感器熱敏傳感器
  
  24GHz雷達(dá)傳感器
  
  2.按照其原理,傳感器可分類為:
  
  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。
  
  以其輸出信號為尺度可將傳感器分為:
  
  模擬傳感器——將被丈量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。
  
  數(shù)字傳感器——將被丈量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。
  
  膺數(shù)字傳感器——將被丈量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。
  
  開關(guān)傳感器——當(dāng)一個被丈量的信號達(dá)到某個特定的閾值時,傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)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(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對外界作用zui敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類:
  
  (1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng),然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實際使用。
  
 ?。?)探索新的材料,應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來改進(jìn)傳感器技術(shù)。
  
  (3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng),并在傳感器技術(shù)中加以詳細(xì)實施。
  
  現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強(qiáng)度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用緊密親密關(guān)系的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。
  
  按照其制造工藝,可以將傳感器區(qū)分為:
  
  集成傳感器;薄膜傳感器;厚膜傳感器;陶瓷傳感器
  
  集成傳感器是用尺度的出產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部門電路也集成在統(tǒng)一芯片上。?
  
  薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的,相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部門電路制造在此基板上。?
  
  厚膜傳感器是利用相應(yīng)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(jìn)行熱處理,使厚膜成形。
  
  陶瓷傳感器采用尺度的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)出產(chǎn)。
  
  完成適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備性操縱之后,已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有很多共同特性,在某些方面,可以以為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
  
  每種工藝技術(shù)都有自己的長處和不足。因為研究、開發(fā)和出產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高不亂性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較公道。
  
  由此可見,傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動社會提高方面的重要作用,是十分顯著的。世界各國都十分正視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來,傳感器技術(shù)將會泛起一個奔騰,達(dá)到與其重要地位相當(dāng)?shù)男滤健?/div>

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