国家规范GB7665-87对传感器下的界说是:“能感触规则的被丈量并依照必定的规则转化成可用信号的器材或设备,一般由灵敏元件和转化元件组成”。传感器是一种检测设备,能感触到被丈量的信息,并能将检测感触到的信息,按必定规则改换成为电信号或其他所需方式的信息输出,以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等要求。它是完结自动检测和自动操控的首要环节。
传感器的分类
能够用不同的观念对传感器进行分类:它们的转化原理(传感器作业的根本物理或化学效应);它们的用处;它们的输出信号类型以及制作它们的资料和工艺等。
依据传感器作业原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类
传感器作业原理的分类物理传感器运用的是物理效应,比如压电效应,磁致弹性现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的细小改变都将转化成电信号。
化学传感器包含那些以化学吸附、电化学反响等现象为因果关系的传感器,被测信号量的细小改变也将转化成电信号。
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。化学传感器技能问题较多,例如牢靠性问题,规划出产的可能性,价格问题等,处理了这类难题,化学传感器的运用将会有巨大增加。
依照其用处,传感器可分类为:
压力敏和力敏传感器 ?方位传感器
液面传感器 ?能耗传感器
速度传感器 ?热敏传感器
加速度传感器 ?射线辐射传感器
振荡传感器? 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。
以其输出信号为规范可将传感器分为:
模仿传感器——将被丈量的非电学量转化成模仿电信号。
数字传感器——将被丈量的非电学量转化成数字输出信号(包含直接和直接转化)。
膺数字传感器——将被丈量的信号量转化成频率信号或短周期信号的输出(包含直接或直接转化)。
开关传感器——当一个被丈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。
在外界要素的效果下,一切资料都会作出相应的、具有特征性的反响。它们中的那些对外界效果最灵敏的资料,即那些具有功用特性的资料,被用来制作传感器的灵敏元件。从所运用的资料观念动身可将传感器分红下列几类:
(1)依照其所用资料的类别分
金属、 聚合物、 陶瓷、 混合物
(2)按资料的物理性质分
导体、绝缘体、 半导体、磁性资料
(3)按资料的晶体结构分
单晶、多晶、非晶资料
与选用新资料严密相关的传感器开发作业,能够概括为下述三个方向:
(1)在已知的资猜中探究新的现象、效应和反响,然后使它们能在传感器技能中得到实际运用。
(2)探究新的资料,运用那些已知的现象、效应和反响来改善传感器技能。
(3)在研讨新型资料的根底上探究新现象、新效应和反响,并在传感器技能中加以详细施行。
现代传感器制作业的发展取决于用于传感器技能的新资料和灵敏元件的开发强度。传感器开发的根本趋势是和半导体以及介质资料的运用亲近相关的。表1.2中给出了一些可用于传感器技能的、能够转化能量方式的资料。
依照其制作工艺,能够将传感器区分为:
集成传感器?薄膜传感器?厚膜传感器?陶瓷传感器
集成传感器是用规范的出产硅基半导体集成电路的工艺技能制作的。一般还将用于开始处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
薄膜传感器则是经过沉积在介质衬底(基板)上的,相应灵敏资料的薄膜构成的。运用混合工艺时,相同可将部分电路制作在此基板上。
厚膜传感器是使用相应资料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片一般是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。
陶瓷传感器选用规范的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)出产。
完结恰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一起特性,在某些方面,能够以为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。
每种工艺技能都有自己的长处和缺乏。因为研讨、开发和出产所需的本钱投入较低,以及传感器参数的高稳定性等原因,选用陶瓷和厚膜传感器比较合理。