感測器簡介

2021-03-04 00:25:03 字數 5247 閱讀 7730

科技名詞定義

中文名稱:

感測器英文名稱:

sensor;measuring element;transducer

定義1:

能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置。

所屬學科:

機械工程(一級學科);感測器(二級學科);感測器一般名詞(**學科)

定義2:

接受物理或化學變數(輸入變數)形式的資訊,並按一定規律將其轉換成同種或別種性質的輸出訊號的裝置。

所屬學科:

煤炭科技(一級學科);礦山電氣工程(二級學科);煤礦監測與控制(**學科)

本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布

百科名片

感測器是一種物理裝置或生物器官,能夠探測、感受外界的訊號、物理條件(如光、熱、濕度)或化學組成(如煙霧),並將探知的資訊傳遞給其他裝置或器官。

目錄感測器的定義

感測器的作用

感測器的原理

感測器的應用

敏感元件的分類

感測器的分類

感測器靜態特性

感測器動態特性

感測器的線性度

感測器的靈敏度

感測器的解析度

24ghz雷達感測器

電阻式感測器

電阻應變式感測器

壓阻式感測器

熱電阻感測器

溫度感測器

光敏感測器

濕度感測器資訊

感測器的遲滯特性

感測器的工作過程舉例

生物感測器

全球感測器市場**

感測器常用術語

位移感測器

壓力感測器

超聲波測距離感測器

ptc溫度感測器

基本資訊

內容簡介

2.圖書資訊

1. 內容簡介

2. 章節目錄

感測器的定義

感測器的作用

感測器的原理

感測器的應用

敏感元件的分類

感測器的分類

感測器靜態特性

感測器動態特性

感測器的線性度

感測器的靈敏度

感測器的解析度

24ghz雷達感測器

電阻式感測器

電阻應變式感測器

壓阻式感測器

熱電阻感測器

溫度感測器

光敏感測器

濕度感測器資訊

感測器的遲滯特性

感測器的工作過程舉例

生物感測器

全球感測器市場**

感測器常用術語

位移感測器

壓力感測器

超聲波測距離感測器

ptc溫度感測器

基本資訊

內容簡介

2.圖書資訊

1. 內容簡介

2. 章節目錄

展開編輯本段感測器的定義

英文名稱:transducer / sensor

國家標準gb7665-87對感測器下的定義是:「能感受規定的被測量並按照一定的規律轉換成可用訊號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成」。感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將檢測感受到的資訊,按一定規律變換成為電訊號或其他所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。

它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。

「感測器」在新韋式大詞典中定義為:

-「從乙個系統接受功率,通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件」。

根據這個定義,感測器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式,所以不少學者也用「換能器-transducer」來稱謂「感測器-sensor」。

編輯本段感測器的作用

人們為了從外界獲取資訊,必須借助於感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官,在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況,就需要感測器。

因此可以說,感測器是人類五官的延長,又稱之為電五官。

新技術革命的到來,世界開始進入資訊時代。在利用資訊的過程中,首先要解決的就是要獲取準確可靠的資訊,而感測器是獲取自然和生產領域中資訊的主要途徑與手段。

在現代工業生產尤其是自動化生產過程中,要用各種感測器來監視和控制生產過程中的各個引數,使裝置工作在正常狀態或最佳狀態,並使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的感測器,現代化生產也就失去了基礎。

在基礎學科研究中,感測器更具有突出的地位。現代科學技術的發展,進入了許多新領域:例如在巨集觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙,微觀上要觀察小到 cm的粒子世界,縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化,短到 s的瞬間反應。

此外,還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁碭等等。顯然,要獲取大量人類感官無法直接獲取的資訊,沒有相適應的感測器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在於物件資訊的獲取存在困難,而一些新機理和高靈敏度的檢測感測器的出現,往往會導致該領域內的突破。

一些感測器的發展,往往是一些邊緣學科開發的先驅。

感測器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不誇張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種複雜的工程系統,幾乎每乙個現代化專案,都離不開各種各樣的感測器。

由此可見,感測器技術在發展經濟、推動社會進步方面的重要作用,是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發展。相信不久的將來,感測器技術將會出現乙個飛躍,達到與其重要地位相稱的新水平。

編輯本段感測器的原理

感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測訊號量的微小變化都將轉換成電訊號。化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關係的感測器,被測訊號量的微小變化也將轉換成電訊號。

向感測器提供±15v電源,激磁電路中的晶體振盪器產生400hz的方波,經過tda2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環形變壓器t1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5v的直流電源,該電源做運算放大器ad822的工作電源;由基準電源ad589與雙運放ad822組成的高精度穩壓電源產生±4.5v的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及v/f轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mv級的應變訊號通過儀表放大器ad620放大成1.

5v±1v的強訊號,再通過v/f轉換器lm131變換成頻率訊號,通過訊號環形變壓器t2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過外殼上的訊號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率訊號,該訊號為ttl電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由於該旋轉變壓器動--靜環之間只有零點幾公釐的間隙,加之感測器軸上部分都密封在金屬外殼之內,形成有效的遮蔽,因此具有很強的抗干擾能力。有些感測器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。

大多數感測器是以物理原理為基礎運作的。化學感測器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,**問題等,解決了這類難題,化學感測器的應用將會有巨大增長。

編輯本段感測器的應用

常見的:

1.自動門,利用人體的紅外微波來開關門

2.煙霧報警器,利用煙敏電阻來測量煙霧濃度,從而達到報警目的

3.手機,數位相機的照相機,利用光學感測器來捕獲圖象

4.電子稱,利用力學感測器(導體應變片技術)來測量物體對應變片的壓力,從而達到測量重量目的

5.水位報警,溫度報警,濕度報警,光學報警等都是……

智慧型感測器已廣泛應用於航天、航空、國防、科技和工農業生產等各個領域中。例如,它在機械人領域中有著廣闊應用前景,智慧型感測器使機械人具有類人的五官和大腦功能,可感知各種現象,完成各種動作。在工業生產中,利用傳統的感測器無法對某些產品質量指標(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量並**控制。

而利用智慧型感測器可直接測量與產品質量指標有函式關係的生產過程中的某些量(如溫度、壓力、流量等)。cygnus公司生產了一種"葡萄糖手錶",其外觀像普通手錶一樣,戴上它就能實現無疼、無血、連續的血糖測試。"葡萄糖手錶"上有一塊塗著試劑的墊子,當墊子與**接觸時,葡萄糖分子就被吸附到墊子上,並與試劑發生電化學反應,產生電流。

感測器測量該電流,經處理器計算出與該電流對應的血糖濃度,並以數字量顯示。

編輯本段敏感元件的分類

①物理類,基於力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。②化學類,基於化學反應的原理。③生物類,基於酶、抗體、和激素等分子識別功能。

通常據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、溼敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(還有人曾將敏感元件分46類)。

編輯本段感測器的分類

可以用不同的觀點對感測器進行分類:它們的轉換原理(感測器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出訊號型別以及製作它們的材料和工藝等。

根據感測器工作原理,可分為物理感測器和化學感測器二大類 :

感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測訊號量的微小變化都將轉換成電訊號。

化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關係的感測器,被測訊號量的微小變化也將轉換成電訊號。

有些感測器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數感測器是以物理原理為基礎運作的。化學感測器技術問題較多,例如可靠性問題,規模生產的可能性,**問題等,解決了這類難題,化學感測器的應用將會有巨大增長。

常見感測器的應用領域和工作原理列於下表。

1、按照其用途,感測器可分類為:

壓力敏和力敏感測器位置感測器

液面感測器能耗感測器

速度感測器加速度感測器

射線輻射感測器熱敏感測器

24ghz雷達感測器

2、按照其原理,感測器可分類為:

振動感測器溼敏感測器

磁敏感測器氣敏感測器

真空度感測器生物感測器等。

以其輸出訊號為標準可將感測器分為:

模擬感測器——將被測量的非電學量轉換成模擬電訊號。

數字感測器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出訊號(包括直接和間接轉換)。

膺數字感測器——將被測量的訊號量轉換成頻率訊號或短週期訊號的輸出(包括直接或間接轉換)。

開關感測器——當乙個被測量的訊號達到某個特定的閾值時,感測器相應地輸出乙個設定的低電平或高電平訊號。

在外界因素的作用下,所有材料都會作出相應的、具有特徵性的反應。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,被用來製作感測器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將感測器分成下列幾類:

(1)按照其所用材料的類別分

金屬聚合物陶瓷混合物

(2)按材料的物理性質分: 導體絕緣體半導體磁性材料

(3)按材料的晶體結構分:

單晶多晶非晶材料

簡介溫度感測器

家電檢修技術2009年第2期 元器件與代換 溫度的計量和監測在工農業生產和國民經濟各部門具有重要意義和十分廣泛的應用。而在溫度的計量和監測中,要將溫度訊號轉變為電訊號則離不開溫 敏元器件和溫度感測器。在測量過程中,由於溫度的計測範圍很寬,從極低溫到極高溫 每一種溫敏元器件和溫度感測器又具有各自的特點...

壓力感測器的原理簡介

壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的,這樣的感測器也稱為壓電感測器。我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產生了極化效應 當機械力撤掉之後,又會重新回到不帶電的狀態,也就是...

壓力感測器的原理簡介

壓力感測器 壓力感測器是工業實踐中最為常用的一種感測器,而我們通常使用的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的,這樣的感測器也稱為壓電感測器。我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。某些晶體介質,當沿著一定方向受到機械力作用發生變形時,就產生了極化效應 當機械力撤掉之後,又會重新回到不帶電的...