傳感器技術研究

傳感器技術研究[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;【內(nèi)容摘要】傳感器技術作為一種與現(xiàn)代科學親密相關的新興學科正得到迅速的發(fā)展，而且在很多領域被越來越廣泛的利用。本文介紹了傳感器的定義、分類等信息。[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;【本文關鍵詞語】傳感器技術；發(fā)展；分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;傳感器技術是現(xiàn)代科學的前沿技術，是新技術革命和信息社會的主要技術基礎。在現(xiàn)代生活和科學研究中，各種類型的傳感器所提供的大量可靠、精確的信息，不僅能代替人的五官功能，而且還能檢測到人的五官所不能感受的信息，進而使人類能更好地認識世界和改造世界。當前，傳感器技術廣泛應用于航空、航天等尖端技術領域及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等人類日常生活很多方面。傳感器在工業(yè)部門的應用普及率已被國際社會作為衡量一個國家智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的主要標記。因而，傳感器技術作為一種與現(xiàn)代科學親密相關的新興學科正得到迅速的發(fā)展，而且在很多領域被越來越廣泛的利用。[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;1.傳感器定義[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受〔或響應〕與檢出功能，并使之根據(jù)一定規(guī)律轉換成與之對應的可輸出信號的元器件或裝配的總稱。傳感器一般被以為由敏感元件、轉換元件、測量電路三部分構成，有時還需外加輔助電源。傳感器能夠直接接觸被測對象，可以以不接觸。通常對傳感器設定了很多技術要求，有一些是對所有類型傳感器都適用的，也有只對特定類型傳感器適用的特殊要求。針對傳感器的工作原理和構造在不同場所均需要的基本要求是：高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、高可靠性、無遲滯性、工作壽命長、可反復性、抗老化、高響應速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本、寬測量范圍、小尺寸、重量輕和高強度、寬工作范圍等。[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;2.傳感技術的發(fā)展經(jīng)過[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;傳感技術大體可分3代，第1代是構造型傳感器.它利用構造參量變化來感受和轉化信號.例如：電阻應變式傳感器，它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的.第2代傳感器是70年代開始發(fā)展起來的固體傳感器，這種傳感器由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等固元件構成，是利用材料某些特性制成的.如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等.70年代后期，隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)集成傳感器.集成傳感器包含2種類型：傳感器自己的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化.例如：電荷耦合器件〔CCD〕，集成溫度傳感器AD590，集成霍爾傳感器UGN3501等.這類傳感器重要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈敏等特點.集成傳感器發(fā)展非常迅速，現(xiàn)已占傳感器市場的2/3左右，它正向著低價格、多功能和系列化方向發(fā)展.第3代傳感器是80年代剛剛發(fā)展起來的智能傳感器.所謂智能傳感器是指其對外界信[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;息具有一定檢測、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應能力，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產(chǎn)品.80年代智能化測量重要以微處理器為核心，把傳感器信號調(diào)節(jié)電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能.90年代智能化測量技術有了進一步的提升，在傳感器一級水平實現(xiàn)智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等.[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;3.傳感器的分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按被測參量分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;1〕機械量參量：如位移傳感器，速度傳感器等.2〕熱工參量：如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器.3〕物性參量：如pH傳感器、氧含量傳感器等.[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按傳感器的工作機理分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;1〕物理傳感器：指利用物質(zhì)的物理現(xiàn)象和效應感悟并檢測出待測對象信息的器件.它分為2類：構造型傳感器〔如電容傳感器、電感傳感器等〕；物性型傳感器〔如光電傳感器、壓電傳感器等〕.物理傳感器開發(fā)早，發(fā)展快、品種多、應用廣，當前正向集成化、系列化、智能化發(fā)展.2〕化學傳感器：重要是利用化學反應來辨別和檢測信息的器件.如氣敏傳感器、濕敏傳感器和離子敏傳感器.這類傳感器很有發(fā)展前途，可在環(huán)境保衛(wèi)、火災報警、醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器方面有極其廣泛的使用.3〕生物傳感器：是利用生物化學反應的器件，由固定生物體材料和適當轉換器件組合成的系統(tǒng)，與化學傳感器有親密關系.如味覺傳感器，聽覺傳感器等.該類傳感器當前發(fā)展還不成熟，尚在研發(fā)經(jīng)過中.[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;根據(jù)能量轉換分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;根據(jù)能量轉換分為能量轉換型傳感器和能量控制型傳感器.1〕能量轉化型傳感器：重要由能量變換元件構成，不需用外加電源，基于物理效應產(chǎn)生信息，如熱敏電阻、光敏電阻等.2〕能量控制型傳感器：在信息變換經(jīng)過中，需外加電源供應，如霍爾傳感器、電容傳感器.[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按傳感器使用材料分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按傳感器使用材料分類有：半導體傳感器、陶瓷傳感器、復合材料傳感器、金屬材料傳感器、高分子材料傳感器，超導材料傳感器、光纖材料傳感器、納米材料傳感器等.[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按傳感器輸出信號分類[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;[1];;;按傳感器輸出信號分類有：模仿傳感器和數(shù)字傳感器.當前模仿傳感器種類遠遠跨越數(shù)字傳感器.數(shù)字傳感器直接輸出數(shù)字量，不需使用A/D轉換器，就可與計算機聯(lián)機，提升系統(tǒng)可靠性和精到準確度，具有抗干擾能力強，適宜遠間隔傳輸?shù)葍?yōu)點，是傳感器發(fā)展方向之一.這類傳感器當前有振弦式傳感器和光柵傳感器等.[1];;;[1