時間:2023-07-04 09:54:22來源:21ic電子網
傳感器(Sensor)是指將收集到的信息轉換成設備能處理的信號的元件或裝置。人類會基于視覺、聽覺、嗅覺、觸覺獲得的信息進行行動,設備也一樣,會根據傳感器獲得的信息進行控制或處理。傳感器收集轉換的信號(物理量)有溫度、光、顏色、氣壓、磁力、速度、加速度等,這些利用了半導體的物質變化。除此之外,還有利用酶和微生物等生物物質的生物傳感器。傳感器的種類繁多,大約有3萬種以上。要想徹底搞清楚傳感器,幾乎要跨越所有的制造業門類,難度有如識別滿天繁星。常見的傳感器種類有:溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉矩傳感器等。
傳感器一般由敏感元件、轉換元件、信號調理電路和輔助電路組成,但并不是所有的傳感器都必須包括敏感元件和轉換元件,如果敏感元件直接輸出的是電量,它就同時兼為轉換元件。
1、敏感元件
指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分。敏感元器件是敏感元件和傳感器件的簡稱,國外通常稱傳感器。實際上,敏感元件與傳感器是有差別的。敏感元件僅能敏感某個物理量,并能完成一定的功能,如壓電射流陀螺、盲人導航儀和機器人視覺、聽覺、觸覺、力覺、味覺等傳感器。傳感器由敏感元件、電路、微處理機和機械結構等構成。
敏感元件的分類
①物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。
②化學類,基于化學反應的原理。
③生物類,基于酶、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、濕敏元件、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)。
2、轉換元件
指傳感器中能將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸和測量的電信號部分。
3、信號調節和轉換電路
可以對微弱電信號進行放大、運算調制等。此外,信號調節和轉換電路在工作時必須有輔助電源。轉換電路將電量參數轉換成便于測量的電壓、電流、頻率等電量信號。例如.交、直流電橋,放大器,振蕩器,電荷放大器等。
應該注意的是,并不是所有的傳感器必須同時包括敏感元件和轉換元件。如果敏感元件直接輸出的是電量,它就同時兼為轉換元件,如熱電偶;如果轉換元件能直接感受到測量,而輸出預制成一定關系的電量,此時的傳感器就沒有敏感元件,如壓電元件。
傳感器的分類由于被測物理量的多樣性,測量范圍廣,傳感技術借以變換的物理現象和定律很多,所處的工作環境又有很大的不同,所以傳感器的品種、規格十分繁雜。同時,具有不同功能、結構、特性和用途的新型傳感器被不斷地研究出來,每年有上千種新的類型出現。
當前,傳感器技術發展的速度很快。隨著各行各業對測量任務的需求不斷增長,新的傳感器層出不窮。同時,新材料、微型加工技術和計算機技術的飛速發展,使傳感器朝小型化、集成化和智能化的方向發展。傳感器已經不再是傳統概念上的傳感器。近年來出現的智能傳感器是一種帶有微處理器并兼有監測和信息處理功能的傳感器,傳感器智能化是當前傳感器技術的主要發展方向之一。
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