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傳感器的分類

2015/2/25 10:12:12      点击:

可以用不同的觀點對傳感器进行分类:它们的转换原理(傳感器工作的基本物理或化学效应);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。   根据傳感器工作原理,可分为物理傳感器和化学傳感器二大类 :   傳感器工作原理的分类物理傳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(光電保護器)、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。   化学傳感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的傳感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。   有些傳感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数傳感器是以物理原理为基础运作的。化学傳感器技术题目较多,例如可靠性题目,规模出产的可能性,价格题目等,解决了这类挫折,化学傳感器的应用将会有巨大增长。   常见傳感器的应用领域和工作原理列于下表。   1.按照其用途,傳感器可分类为:   压力敏和力敏傳感器 位置傳感器   液面傳感器 能耗傳感器   速度傳感器 加速度傳感器   射线辐射傳感器 热敏傳感器   24GHz雷达傳感器   2.按照其原理,傳感器可分类为:   振动傳感器 湿敏傳感器   磁敏傳感器 气敏傳感器   真空度傳感器 生物傳感器等。   以其输出信号为尺度可将傳感器分为:   模拟傳感器——将被丈量的非电学量转换成模拟电信号。   数字傳感器——将被丈量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。   膺数字傳感器——将被丈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)。   开关傳感器——当一个被丈量的信号达到某个特定的阈值时,傳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、具有特征性的反应。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,被用来制作傳感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将傳感器分成下列几类:   (1)按照其所用材料的种别分?   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傳感器开发工作,可以归纳为下述三个方向:?   (1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应,然后使它们能在傳感器技术中得到实际使用。?   (2)探索新的材料,应用那些已知的现象、效应和反应来改进傳感器技术。?   (3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应,并在傳感器技术中加以详细实施。?   现代傳感器制造业的进展取决于用于傳感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。傳感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用紧密亲密联系关系的。表1.2中给出了一些可用于傳感器技术的、能够转换能量形式的材料。?   按照其制造工艺,可以将傳感器区分为:   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部门电路也集成在统一芯片上。?   薄膜傳感器则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,同样可将部门电路制造在此基板上。?   厚膜傳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Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。   陶瓷傳感器采用尺度的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)出产。?   完成适当的准备性操纵之后,已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷傳感器这二种工艺之间有很多共同特性,在某些方面,可以以为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。?   每种工艺技术都有自己的长处和不足。因为研究、开发和出产所需的资本投入较低,以及傳感器参数的高不乱性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比较公道。

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