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傳感器知識大全

什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉換成可用信號的裝置；簡單說傳感器

是將外界信號轉換為電信號的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉換器件兩部分組成，有的半導體敏感元器件可以

直接輸出電信號，本身就構成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為

①物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。

②化學類，基于化學反應的原理。

③生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、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（還有人曾將傳感器分46類）。

下面對常用的熱敏、光敏、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹:    

溫度傳感器及熱敏元件：溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多，市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱

電阻、熱電偶及半導體熱敏電阻等。以半導體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應用廣泛，這是因為在元件允許工作條件范

圍內，半導體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點，而且制造工藝簡單、價格低廉。有靈敏度高、穩(wěn)定性好、

響應快、壽命長、價格低等優(yōu)點，廣泛應用于需要定點測溫的溫度自動控制電路，如冰箱、空調、溫室等的溫控系統(tǒng)。幾種

實用測溫傳感器 空調內專用溫控傳感器；  氣溫測量傳感器。

光傳感器及光敏元件光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發(fā)展迅速、品種繁多、應用廣泛。市場出售的有光敏電阻

器、光電二極管、光電三極管、光電耦合器和光電池等。由于氣體與人類的日常生活密切相關，對氣體的檢測已經(jīng)是保護和

改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣

體的濃度。電化學氣敏傳感器一般利用液體（或固體、有機凝膠等）電解質，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的

電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動勢。半導體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應快、穩(wěn)定性好、使用簡單的特點

，應用極其廣泛。　　

在一定意義上傳感器與人的感官有對應的關系，其感知能力已遠超過人的感官。例如利用目標自身紅外輻射進行觀察的紅外

成像系統(tǒng)（夜像儀），黑夜中可1000米發(fā)現(xiàn)人，2000米發(fā)現(xiàn)車輛；熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰(zhàn)爭中，

伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米，還不及美英聯(lián)軍的一半，黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳

感器技術列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術的重點。為了大幅度提供傳感器的性能，將不斷采用新結構、新材料和新工藝，向小型化、

集成化和智能的方向發(fā)展。 

傳感器的領域分類可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理(傳感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制作它們的材料和工藝等。 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類 ： 

傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現(xiàn)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。 化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現(xiàn)象為因果關系的傳感器，

被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。 　

有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較

多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。 

常見傳感器的應用領域和工作原理列于下表。

1.按照其用途，傳感器可分類為：壓力傳感器 位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅?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 24GHz雷達傳感器

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。 

以其輸出信號為標準可將傳感器分為： 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。 

在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。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，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

(1) 按照其所用材料的類別分為金屬、聚合物、 陶瓷、 混合物

(2) 按材料的物理性質分類可分為：導體、絕緣體、半導體、 磁性材料

(3)按材料的晶體結構分類可分為：單晶、多晶、非晶材料與采用新材料緊密相關的傳感器開發(fā)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(xiàn)象、效應和反應，然后使它們能在傳感器技術中得到實    際使用。

    (2) 探索新的材料，應用那些已知的現(xiàn)象、效應和反應來改進傳感器技術。

    (3) 在研究新型材料的基礎上探索新現(xiàn)象、新效應和反應，并在傳感器技術中加以具體實施。力敏傳感器的種類甚多，傳

統(tǒng)的測量方法是利用彈性材料的形變和位移來表示。隨著微電子技術的發(fā)展，利用半導體材料的壓阻效應（即對其某一方向

施加壓力，其電阻率就發(fā)生變化）和良好的彈性，已經(jīng)研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器，廣泛用于壓力、加

速度等物理力學量的測量。以磁敏元件為基礎的磁敏傳感器在一些電、磁學量和力學量的測量中廣泛應    用。

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;

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