各种传感器的分类、比较和应用.docx

传感器的定义传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件.国际电工委员会IEC:International Electrotechnical Committee的定义为： 传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号根据Gopel等的说法是： 传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件 ：而传感器系统那么是组合有某种信息处理 模拟或数字 水平的系统传感器是传感系统的一个组成局部,它是被测量信号输入的第一道关口.传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量.有两类：有源的和无源的. 有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或鼓励源.无源传感器不能直接转换能量形式,但它能限制从另一输入端输入的能量或鼓励能,传感器承当将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作.其对象'可以是固体、液体或气体,即过程的.对象特性被转换量化后可以通过多也可以是化学性质的.根据其工作原理,它将然后将此电信号别离出来, 送入传感器系统加而它们的状态可以是静态的,也可以是动态 种方式检测.对象的特性可以是物理性质的, 对象特性或状态参数转换成可测定的电学量, 以评测或标示.传感器原理结构 在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为根底扭矩传感器；在轴上固定着：1能源环形变压器的次级线圈,2信号环形变压器初级线圈,3轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、 V/F变换电路及信号输出电 路.在传感器的外壳上固定着：1激磁电路,2能源环形变压器的初级线圈 输入,3信号环形变压器次级线圈输出, 4信号处理电路工作过程向传感器提供±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器 T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源 AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产 生也.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源, 又作为放大器及 V/F转换器的工作电源. 当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v ±v的强信号,再通过 V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供应专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理.由于该旋转变压器动-静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上局部都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰水平.传感器分类倾角传感器倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等 领域得到广泛运用. 辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业的产品方案和效劳.提供超过500种规格的伺服型、电解质型、电容型、电感型、光纤型等原理的倾角传感器.加速度传感器线和角加速度分低频高精度力平衡伺服型、低频低本钱热对流型和中高频电容式加速度位移传感器.总频响范围从DC至3000Hz.应用领域包括汽车运动限制、汽车测试、家电、游戏产品、办公 自动化、GPS、PDA、 、震动检测、建筑仪器以及实验设备等.红外温度传感器广泛应用于家用电器微波炉、空调、油烟机、吹风机、烤面包机、电磁炉、炒锅、暖风机 等、医用/家用体温计、办公自动化、便携式非接触红外温度传感器、工业现场温度测量仪 器以及电力自动化等.不仅能提供传感器、模块或完整的测温仪器,还能根据用户需要提供 包括光学透镜、ASIC、算法等一揽子解决方案.想了解更多信息吗,请访问辉格科技网传感器的应用传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程限制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等.专用设备专用设备主要包括医疗、 环保、气象等领域应用的专业电子设备. 目前医疗领域是传感器销 售量巨大、利润可观的新兴市场,该领域要求传感器件向小型化、 低本钱和高可靠性方向发 展.工业自动化工业领域应用的传感器,如工艺限制、工业机械以及传统的；各种测量工艺变量如温度、液位、压力、流量等的；测量电子特性电流、电压等和物理量运动、速度、负载以及强 度的,以及传统的接近/定位传感器开展迅速.通信电子产品 产量的大幅增长及 新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战, 彩屏 和摄 像 市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例. 此外,应用于集团 和无绳 的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长.汽车工业现代高级轿车的电子化限制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,种类通常达 30余种,多那么达百种.二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理 传感器工作的 根本物理或化学效应；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料 和工艺等.根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应, 磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应.被测信号量的微小变化 都将转换成电信号.化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反响等现象为因果关系的传感 器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号.有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类.大多数传感器 是以物理原理为根底运作的.化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模 生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增 长.根据其用途,传感器可分类为：压力敏和力敏传感器位置传感器液面传感器能耗加速度传感器射线辐射传感器振动传感器湿敏传感器磁敏传感器气敏传感器真空度传感器生物传感器等.以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器一一将被测量的非电学量转换成模拟电信号.数字传感器一一将被测量的非电学量转换成数字输出信号包括直接和 间接转换.数数字传感器一一将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的 输出包括直接或间接转换0开关传感器一一当一个被测量的信号到达某个特定的阈值时,传感器相 应地输出一个设定的低电平或高电平信号.在外界因素的作用下,所有材料都会作出相应的、具有特征性的反响. 它们中的那些对外界作用最敏感的材料, 即那些具有功能特性的材料,被用来制 作传感器的敏感元件.从所应用的材料观点出发可将传感器分成以下几类：1根据其所用材料的类别分金属聚合物陶瓷混合物(2)按材料的物理性质分导体绝缘体半导体磁性材料(3)按材料的晶体结构分单晶多晶非晶材料与采用新材料紧密相关的传感器开发工作,可以归纳为下述三个方向：(1)在的材料中探索新的现象、效应和反响,然后使它们能在传感 器技术中得到实际使用.(2)探索新的材料,应用那些的现象、效应和反响来改良传感器技 术.(3)在研究新型材料的根底上探索新现象、新效应和反响,并在传感器 技术中加以具体实施.现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件 的开发强度.传感器开发的根本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联 的.表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料.根据其制造工艺,可以将传感器区分为：集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的.通常还将用于初步处理被测信号的局部电路也集成在同一芯片上.薄膜传感器那么是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜 形成的.使用混合工艺时,同样可将局部电路制造在此基板上.厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通 常是A12O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形.陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺 (溶胶-凝胶等)生 产.完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结.厚膜和 陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性, 在某些方面,可以认为厚膜工艺是 陶瓷工艺的一种变型.每种工艺技术都有自已的优点和缺乏.由于研究、开发和生产所需的资 本投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,采用陶瓷和厚膜传感器比拟合 理