《電子技術(shù)應(yīng)用》
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詳解常見(jiàn)的幾種傳感器特點(diǎn)

2019-01-22
關(guān)鍵詞: 傳感器 智能化 霍爾 人工智能

傳感器是信息時(shí)代的必備產(chǎn)品,,幾乎隨處可見(jiàn),。它是人類(lèi)從外界獲取信息的關(guān)鍵?,F(xiàn)在人們單靠自身的感覺(jué)器官,,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況,,就需要傳感器,。因此可以說(shuō),傳感器是人類(lèi)五官的延長(zhǎng),,又稱(chēng)之為電五官。

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新技術(shù)革命的到來(lái),,世界開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代,。在利用信息的過(guò)程中,首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息,,而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段,。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù),,使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),,并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量,。因此可以說(shuō),沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器,,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ),。

傳感器的特點(diǎn)包括微型化、數(shù)字化,、智能化,、多功能化、系統(tǒng)化,、網(wǎng)絡(luò)化等,,它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代,而且還可能建立新型工業(yè),,從而成為21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),。微型化是建立在微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)基礎(chǔ)上的,已成功應(yīng)用在硅器件上做成硅壓力傳感器,。

傳感器的常見(jiàn)分類(lèi)

1,、電阻式

電阻式傳感器是將被測(cè)量,如位移,、形變,、力、加速度,、濕度,、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應(yīng)變式,、壓阻式,、熱電阻、熱敏,、氣敏,、濕敏等電阻式傳感器件。

2,、稱(chēng)重

稱(chēng)重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力電轉(zhuǎn)換裝置,,是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。能夠?qū)崿F(xiàn)力電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種,,常見(jiàn)的有電阻應(yīng)變式,、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平,,電容式用于部分電子吊秤,,而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器。電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,,準(zhǔn)確度高,,適用面廣,,且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用,。

3,、壓阻式

壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式,。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),各電阻值將發(fā)生變化,,電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出,。

用作壓阻式傳感器的基片(或稱(chēng)膜片)材料主要為硅片和鍺片,硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視,,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍,。

4、激光

利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,。它由激光器,、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表,,它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量,,速度快,精度高,,量程大,,抗光、電干擾能力強(qiáng)等,。

激光傳感器工作時(shí),,先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射,。部分散射光返回到傳感器接收器,,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,,因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào),,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。利用激光的高方向性,、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量,。

5、霍爾

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器,,廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面,?;魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法,。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型,、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù),。

6、生物

生物傳感器是用生物活性材料(酶,、蛋白質(zhì),、DNA、抗體,、抗原,、生物膜等)與物理化學(xué)換能器有機(jī)結(jié)合的一門(mén)交叉學(xué)科,是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測(cè)方法與監(jiān)控方法,,也是物質(zhì)分子水平的快速,、微量分析方法。

各種生物傳感器有以下共同的結(jié)構(gòu):包括一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器(傳感器),,二者組合在一起,,用現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工,構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置,、儀器和系統(tǒng),。

傳感器種類(lèi)繁多,在某個(gè)特定應(yīng)用場(chǎng)景里面需要特殊的傳感器,,隨著第三代傳感器的發(fā)展,,這類(lèi)傳感器的特點(diǎn)是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,使傳感器具有一定的人工智能,,未來(lái)幾年也將出現(xiàn)大量的智能傳感器,。


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