效应传感器

[font=&]【题名】： 离子敏感场效应晶体管传感器研究进展[/font][font=&]【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-MINI202006017.htm[/font]

转速传感器从原理（或器件）上来分，有磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等。另外还有间接测量转速的转速传感器：如加速度传感器（通过积分运算，间接导出转速），位移传感器通过微分运算，间接导出转速），等等。测速发电机和某些磁电传感器在线性区域，可以直接通过交流有效值转 转速表换，来测量转速 ；大多数都输出脉冲信号（近似正弦波或矩形波）。针对脉冲信号测转速的方法有：频率积分法（也就是F/V转换法，其直接结果是电压或电流），和频率运算法（其直接结果是数字）。

其实说起传感器的分类，按着不同的型号，特点方式等确实可以分为好的种。但是要是单单的从传感器技术上分的话那就简单多了。因为现在中国的传感器行业正在传统型向新型传感器发展的关键阶段，从技术上可以分为三类。1,结构型传感器 结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。2,固体型传感器 固体型传感器是上70年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。如：利用热电效应、霍尔效应、光敏效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。3,智能型传感器 智能型传感器是近几年内国内刚刚发展起来的智能型传感器，智能型传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有一定的人工智能。他也为在互联网领域带来了不少的便捷与方便，很多国内的传感器厂家也都在向这个技术慢慢的创新和改进。我们希望传感器技术在不久的将来可以为我们人类带来更多的福音。

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。　　我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。　　压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。　　在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。　　压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。　　压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。　　除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

压力是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 传感器　　我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。　　压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。　　在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。 　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。　　压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。　　除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

生物传感器能够将各种生化反应转换成可测量的电学、光学等信号，属于典型的多学科交叉领域。在生物传感器研究中，器件设计与传感策略一直成为该领域的研究热点，开发具有高灵敏度、时效性兼具可制造性的生物传感器具有重要的科学价值和应用前景。 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所生物医学部程国胜研究员课题组采用CMOS兼容“自上而下”加工工艺，以SOI（silicon-on-insulator）硅片为衬底，加工出尺寸可控的一维Si纳米线场效应管。在生物传感器研发过程中，纳米材料表面的功能化修饰是其中一项重要环节，该团队在前期工作中已探索了半导体纳米材料的表面修饰基本方法（Langmuir 26, 4514–4522, 2010；Langmuir 27, 13220–13225, 2011）。在此基础上，通过共价结合方法选择性地在Si纳米线表面修饰急性心肌梗死标志物——心肌肌钙蛋白I（cTnI）的单克隆抗体，制备了面向心肌梗死诊断的生物传感器。测试结果表明，生物传感器对cTnI的响应时间小于2 min，其动态线性响应范围92 pg/mL～46 ng/mL，相关工作发表于Biosensors and Bioelectronics（34, 267-272, 2012）。 进一步通过分析器件电流响应中的低频噪声谱，发现当器件工作于反型区时，相较于空气中的响应，液相环境下噪声谱幅度的倒数受栅极电压的调控作用更加明显。基于此，研究人员以血清体系为研究对象，对比了传统电流响应与噪声谱分析方法，在电流响应无法区分待测cTnI蛋白的情况下，噪声谱分析能够实现2个数量级的信号差别。 部分结果发表于Applied Physics Letters（101, 093704, 2012），为实现新型、高灵敏度生物传感器的设计提供了思路。 上述研究工作得到了中科院“百人计划”项目、国家自然科学基金、国家重大科学研究计划（973项目）经费支持，同时得到了苏州纳米所纳米加工平台及分析测试平台的技术支持。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688421684.jpg图1 器件阵列形貌（A），Si纳米线扫描电镜图片（B）以及典型的cTnI传感结果（C）。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688424476.jpg图2 噪声幅度倒数与栅极电压之间的关联（A），电流模式下（B）及噪声谱分析方法下的cTnI响应（C）。

一、传感器的定义 　　信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　最广义地来说，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”。按照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“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 　　传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。　　德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。 　　传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：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激励源(参阅图1-2(a))。 有源(a)和无源(b)传感器的信号流程　　无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担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，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 　　各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。　　常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 　　光敏传感器——视觉 声敏传感器——听觉　　气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 　　压敏、温敏、流体传感器——触觉　　与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。　　对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 　　高灵敏度　　抗干扰的稳定性(对噪声不敏感) 　　线性　　容易调节(校准简易) 　　高精度　　高可靠性 　　无迟滞性　　工作寿命长(耐用性) 　　可重复性　　抗老化 　　高响应速率　　抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 　　选择性　　安全性(传感器应是无污染的) 　　互换性　　低成本 　　宽测量范围　　小尺寸、重量轻和高强度 　　宽工作温度范围 　　 　　 　　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、电化学反应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基础运作的。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。 　　常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。 　　按照其用途，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——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 　　 　　数字传感器——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)。 　　 　　膺数字传感器——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)。 　　 　　开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，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下列几类： 　　 　　(1)按照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)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，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，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 　　 　　(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。传感器开发的基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。 　　 　　按照其制造工艺，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部分电路也集成在同一芯片上。 　　薄膜传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，同样可将部分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Al2O3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不足。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较合理。

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 作为传感网的基础元件，在今后将有十分广阔的发展前景。目前新型传感器技术包括固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、基因芯片技术、图像传感器技术、全固态惯性传感器技术、多传感器技术等在这一领域，重点发展新原理、新效应的传感技术，传感器智能技术，传感器网络技术，微型化和低功耗技术，以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。国内经营传感器的仪器仪表供应商也在增多。“十二五”将以智能传感器作为重点，进行关键技术攻关。在这一领域，重点发展新原理、新效应的传感技术，传感器智能技术，传感器网络技术，微型化和低功耗技术，以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。　　 现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 　　压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。　　压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛。

一、传感器的定义　　信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　最广义地来说，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”。按照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“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 　　传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。　　德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。 　　传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：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激励源(参阅图1-2(a))。 有源(a)和无源(b)传感器的信号流程　　无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担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，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 　　各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。　　常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 　　光敏传感器——视觉? 声敏传感器——听觉　　气敏传感器——嗅觉 ?化学传感器——味觉 　　压敏、温敏、流体传感器——触觉　　与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。　　对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 　　高灵敏度　　抗干扰的稳定性(对噪声不敏感) 　　线性　　容易调节(校准简易) 　　高精度　　高可*性 　　无迟滞性　　工作寿命长(耐用性) 　　可重复性　　抗老化 　　高响应速率　　抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 　　选择性　　安全性(传感器应是无污染的) 　　互换性　　低成本 　　宽测量范围　　小尺寸、重量轻和高强度 　　宽工作温度范围

一、合理选择制作传感器的材料和设计结构 选择材料和结构设计的宗旨是确保主要指标，放弃对次要指标的要求，让性价比更高，同时满足测量的需求，也不要一味追求高指标。二、采用平均技术 误差平均效应和数据平均处理就是典型的应用实例，常见的做法有多点测量方案与多次采样平均。三、采用差动技术 差动技术不仅可以减小非线性，而且灵敏度也会提高了，抵消了共模误差。差动技术常用于电阻应变式、电感式和电容式传感器中。四、补偿与校正技术 它不仅可以利用电子技术通过线路（硬件）来解决，也可以采用微型计算机通过软件来实现。五、稳定性处理 为了提高传感器性能的稳定性，应该对制作材料、元器件以及传感器整体进行必要的稳定性处理。如果对测量要求较高，必要时也需要对附加的调整元件、后接电路的关键元器件进行老化处理。六、屏蔽、隔离与干扰抑制 这种方法主要为了削弱或消除外界影响因素的影响，屏蔽和接地或使传感器远离电源线，或使输出线屏蔽，输出线绞拧在一起等屏蔽、隔离措施，还可以可以用滤波等方法来抑制。

传感器的定义和分类详细介绍一、传感器的定义　　信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。　　最广义地来说，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”。按照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“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636782.gif图1 传感器系统的框图　　传感器系统的原则框图示于图1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。　　德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。　　传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：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激励源(参阅图2(a))。http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636475.gif图 2有源(a)和无源(b)传感器的信号流程　　无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能(参阅图2(b))。　　传感器承担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，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。 　　各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：　　光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉;与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。　　对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是：　　高灵敏度；抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)；线性；容易调节(校准简易)；高精度；高可靠性；无迟滞性；工作寿命长(耐用性)；可重复性；抗老化；高响应速率；抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力；选择性；安全性(传感器应是无污染的)；互换性；低成本；宽测量范围；小尺寸、重量轻和高强度；宽工作温度范围。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。　　根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。　　按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、电化学反应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基础运作的。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。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1。 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636504.gif　　按照其用途，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——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。　　数字传感器——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)。　　膺数字传感器——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)。　　开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，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下列几类：　　 (1)按照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)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，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，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 　 (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。传感器开发的基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。按照其制造工艺，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。　　表2 半导体和介质材料的能量转换(调制)能量转换(调制) http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817636355.gif　　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部分电路也集成在同一芯片上。薄膜传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，同样可将部分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Al2O3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　　从列于表3中的比较中可知，每种工艺技术都有自已的优点和不足。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较合理。表3 传感器制造工艺的比较特性 http://www.xbgk.com/UpImagePic/Info/200732817637930.gif

[align=left]超声波传感器是一种机械波，其振动频率高于声波。它是在电压激励下由换能器晶片的振动产生的。当超声波撞击杂质或界面时，它将产生显着的反射以形成回波的反射，当其撞击移动物体时可产生多普勒效应。因此，超声检测广泛应用于工业、防御、生物医学等方面。超声波传感器是利用超声波的特性开发的传感器。在工业中，超声波的典型应用是金属的无损检测和超声波厚度测量。超声波传感器的医学应用主要是诊断疾病，已成为临床医学中不可或缺的诊断方法。[/align]超声波传感器根据待检测物体的体积、材料、以及是否可移动而具有不同的检测方法。常见的检测方法如下：P超声波传感器发射器和接收器分别位于两侧，当待检测物体在它们之间通过时，根据超声波的衰减（或遮挡）检测。有限距离类型：发射器和接收器位于同一侧，当检测到的物体通过规定的距离时，根据反射检测超声波。适用范围：发射器和接收器位于限制范围的中心，反射器位于限制范围的边缘，当没有待检测物体时，反射波衰减值用作参考值。当要检测的对象在有限范围内通过时，基于反射波的衰减来检测（将衰减值与参考值进行比较）。回归反射型：发射器和接收器位于同一侧，检测对象（平面物体）用作反射表面，并根据反射波的衰减进行检测。超声波传感器检测的好坏用万用表直接测试P + F超声波传感器没有任何反映。为了测试超声波传感器的质量，可以使用音频振荡电路。当C1为390μF时，可在逆变器的第8和第10引脚之间产生约1.9kHz的音频信号。将要检测的超声波传感器（发射和接收）连接在8到10英尺之间 如果超声波传感器可以发出声音，那么超声波传感器基本上是好的。由超声波探头发射的超声波脉冲信号在气体中传播，并被空气和液体之间的界面反射。在接收到回波信号之后，计算超声波往返的传播时间，并且可以转换距离或距离水平高度。 超声波传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨ph传感器丨水管温度传感器丨气压感应器丨微型压力传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨[/color]微型传感器[color=#333333]丨一氧化碳传感器丨风速传感器丨硫化氢传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨[/color][color=#333333]电化学传感器丨[/color][color=#333333]光纤传感器丨超声波液位传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]二[/color][color=#333333]氧化碳传感器丨百分氧传感器丨[/color][color=#333333]co2气体传感器丨[/color][color=#333333]气压传感器丨bm传感器丨氧气传感器丨超声波风速传感器丨气压传感器丨电流传感器丨voc传感器丨风速传感器丨电流传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器丨流量传感器[/color][color=#333333]丨超声波传感器https://mall.ofweek.com/2133.html丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器[/color][color=#333333]丨压力传感器丨meas压力[/color][color=#333333]传感器丨位置传感器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨一氧化氮传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨压电薄膜传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

[align=left]微型传感器是一个将被测量的装置，如位移、变形、强制、加速度、湿度、温度和其他物理量转换成电阻值。主要是电阻应变型、压阻型、热阻、热阻、气敏、湿敏电阻传感器器件。[/align]微型传感器中的应变仪具有金属的应变效应，即在外力作用下的机械变形，因此电阻值相应地改变。应变仪主要是金属和半导体。金属应变仪是线型、箔型、薄膜型。半导体应变片具有高灵敏度（通常是线型、箔型的几十倍）、的小横向效应。压阻式微型传感器是根据半导体材料的压阻效应通过半导体材料的衬底上的扩散电阻制造的器件。衬底可以直接用作测量传感元件，并且扩散电阻器在衬底中以桥的形式连接。当基板通过外力变形时，电阻值将改变，并且电桥将产生相应的不平衡输出。用作压阻式微型传感器的基板（或隔膜）主要由硅晶片和钽制成。由敏感材料制成的硅压阻传感器受到越来越多的关注，特别是在测量压力时。并且固态压阻式微型传感器应用的速度是通用的。微型传感器的滞后特性表征前进（输入增加）和反向（输入增加）冲程输入特性曲线之间的不一致程度。通常，使用两条曲线之间的较大差ΔMAX。满量程输出FS的百分比表示滞后可能是由微型传感器内部元件中的能量吸收引起的。微型传感器变化很大，甚至不同工作原理的微型传感器也可用于相同类型的测量。因此，必须使用合适的传感器。（1）微型传感器的测量条件如果错误选择微型传感器，系统的可靠性将会降低。为此，从系统的整体考虑，要清楚地了解使用目的和使用传感器的需要，永远不要使用不合适的微型传感器和不必要的传感器。测量条件如下：测量目的，测量量的选择，测量范围，输入信号的带宽，所需的精度，测量所需的时间以及过量输入的发生频率。（2）微型传感器性能选择微型传感器时，请考虑传感器的以下特性，即精度，稳定性，响应速度，模拟信号或数字号，输出及其电平，被测物体特性的影响，校准周期以及过度 - 反保护。（3）微型传感器的使用条件微型传感器的使用条件是设定位置，环境（湿度、温度、振动等），测量时间，显示器之间的信号传输距离，与外围设备的连接，电源容量。微型传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨ph传感器丨水管温度传感器丨[/color]气体压力传感器[color=#333333]丨气压感应器丨[/color][color=#333333]电化学传感器丨数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨h2传感器丨风速传感器丨压电薄膜传感器丨超声波液位传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]微型压力传感器丨[/color]湿度传感器[color=#333333]丨[/color]微型传感器https://mall.ofweek.com/2071.html[color=#333333]丨壁挂式温度变送器[/color][color=#333333]丨[/color]气体传感器[color=#333333]丨[/color][color=#333333]一氧化碳传感器丨[/color][color=#333333]氧气传感器丨[/color][color=#333333]光纤传感器丨超声波传感器丨[/color][color=#333333]超声波风速传感器丨[/color][color=#333333]压阻式压力变送器丨[/color][color=#333333]voc传感器丨称重传感[/color][color=#333333]器[/color][color=#333333]丨气压传感器丨[/color][color=#333333]硫化氢传感器丨[/color][color=#333333]流量传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]电流传感器丨[/color][color=#333333]光离子传感器丨ph3传感器丨二[/color][color=#333333]氧化碳传感器丨百分氧传感器丨[/color][color=#333333]co2气体传感器丨位置传感器丨[/color][color=#333333]bm传感器丨风速传感器丨电流传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]气压传感器丨压力传感器丨meas压力[/color][color=#333333]传感器丨甲烷传感器丨传感器https://mall.ofweek.com/category_5.html丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨一氧化氮传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

一、传感器的定义　　国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。　　二、传感器的分类　　目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：　　１、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器　　２、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。　　３、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“１”和"０”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。　　关于传感器的分类：　　1.按被测物理量分：如：力，压力，位移，温度，角度传感器等；　　2.按照传感器的工作原理分：如：应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等；　　3.按照传感器转换能量的方式分：　　（1）能量转换型：如：压电式、热电偶、光电式传感器等；　　（2）能量控制型：如：电阻式、电感式、霍尔式等传感器以及热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻等；　　4.按照传感器工作机理分：　　（1）结构型：如：电感式、电容式传感器等；　　（2）物性型：如：压电式、光电式、各种半导体式传感器等；　　5.按照传感器输出信号的形式分：　　（1）模拟式：传感器输出为模拟电压量；　　（2）数字式：传感器输出为数字量，如：编码器式传感器。　　三、传感器的静态特性　　传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。　　四、传感器的动态特性　　所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。　　五、传感器的线性度　　通常情况下，传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度的读数，常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度（非线性误差）就是这个近似程度的一个性能指标。　　拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线；或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。　　六、传感器的灵敏度　　灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。　　它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。　　灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。　　当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。　　提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。　　七、传感器的分辨力　　分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时，其输出才会发生变化。　　通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。　　八、电阻式传感器　　电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。　　九、电阻应变式传感器　　传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。　　十、压阻式传感器　　压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。　　用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。　　十一、热电阻传感器　　热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。　　十二、传感器的迟滞特性　　迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。　　迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。 　　压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过 外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是 这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

[align=center][/align]风速传感器在我们的日常生活中的应用是非常广泛的，根据不同的应用环境，这个风速传感器也是有很多种类的，在不同的环境中需要使用风速传感器的的话一定要选用合适的才行，只有合适的才能够测量出想要的结果。今天OFweek Mall风速传感器商城网就来跟大家说说这个风速传感器的应用原理知识吧！首先风向传感器是以风向箭头的转动探测、感受外界的风向信息，并将其传递给同轴码盘，同时输出对应风向相关数值的一种物理装置。通常风向传感器主体都采用风向标的机械结构，当风吹向风向标的尾部的尾翼的时候，风向标的箭头就会指风吹过来的方向。为了保持对于方向的敏感性，同时还采用不同的内部机构来给风向传感器辨别方向。通常有以下三类：一、电磁式风向传感器：利用电磁原理设计，由于原理种类较多，所以结构与有所不同，目前部分此类传感器已经开始利用陀螺仪芯片或者电子罗盘作为基本元件，其测量精度得到了进一步的提高。二、光电式风向传感器：这种风向传感器采用绝对式格雷码盘作为基本元件，并且使用了特殊定制的编码编码，以光电信号转换原理，可以准确的输出相对应的风向信息。三、电阻式风向传感器：这种风向传感器采用类似滑动变阻器的结构，将产生的电阻值的最大值与最小值分别标成360°与0°，当风向标产生转动的时候，滑动变阻器的滑杆会随着顶部的风向标一起转动，而产生的不同的电压变化就可以计算出风向的角度或者方向了。风速传感器是一种可以连续测量风速和风量（风量=风速x横截面积）大小的常见传感器。风速传感器大体上分为机械式（主要有螺旋桨式、风杯式）风速传感器、热风式风速传感器、皮托管风速传感器和基于声学原理的超声波风速传感器。螺旋桨式风速传感器工作原理，我们知道电扇由电动机带动风扇叶片旋转，在叶片前后产生一个压力差，推动气流流动。螺旋浆式风速计的工作原理恰好与此相反，对准气流的叶片系统受到风压的作用，产生一定的扭力矩使叶片系统旋转。通常螺旋桨式速传感器通过一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转来测量风速，螺旋桨一般装在一个风标的前部，使其旋转平面始终正对风的来向，它的转速正比于风速。示的风速一般是偏高的成为过高效应（产生的平均误差约为10%）1、风向风速传感器在空调及通风设备领域的应用变风量末端装置是变风量空调系统的主要设备之一。风速传感器又是变风量末端装置的关键部件，因此，风速传感器的类型与性能直接影响系统风量的检测和控制质量。目前，我国及欧美各厂家的变风量末端装置均采用皮托管式风速传感器，而日本各厂家多不采用皮托管式风速传感器。 2、风向风速传感器在航空领域的应用飞机上的“空速管”是一种典型的皮托管风速传感器，是飞机上极为重要的测量工具。它的安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域，一般在机头正前方，垂尾或翼尖前方。当飞机向前飞行时，气流便冲进空速管，在管子末端的感应器会感受到气流的冲击力量，即动压。飞机飞得越快，动压就越大。如果将空气静止时的压力即静压和动压相比就可以知道冲进来的空气有多快，也就是飞机飞得有多快。比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，称为膜盒。这盒子是密封的，但有一根管子与空速管相连。如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力增加，膜盒会鼓起来。用一个由小杠杆和齿轮等组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针显示，这就是最简单的飞机空速表。风速传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333][url=http://mall.ofweek.com/category_44.html]风速传感器[/url]丨voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨位置传感器丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨一氧化氮传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

霍尔传感器是一种基于霍尔效应的器件，它能实现磁电转换，可用于检测磁场及其变化。霍尔效应虽然在1879年才被发现，但是直到20世纪50年代才出现了对其的应用，然而器件成本很高。1965年，人们开始将霍尔传感器集成进硅芯片中，从而促进了霍尔器件的应用。霍尔器件有许多优点。它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高(可达1MHz)，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀。 霍尔传感器作为核心检测元器件，其具有使用范围的广泛性、多样化、不可替代性等特点，各个行业对于霍尔传感器的各种电性能和抗外界因等都有一定的要求，如：电力机车、坦克、机床、油田、光伏、风电等相关行业，都要求元器件要耐低温、高温、强震、高潮湿等问题。目前市场上的电流传感器，很多产品都无法解决这样的问题，致使很多客户的设备无法高效的正常运转，带来的损失无法衡量、计算。　　鉴于目前客户的一系列要求，宁波锦澄电子有限公司推出一系列镀金焊针PCB霍尔电流传感器、霍尔电压传感器，很好的解决了目前市场上众多客户的需求。本次推出的镀金焊针闭环霍尔电流传感器包括以下型号：JCE6…25-TSNP、JCE6….25TSRNP，JCE25….50-151NP、JCE25-ANP等四种；闭环霍尔电压传感器为JCE-L25P。　　JCE镀金焊针PCB霍尔电流电压传感器一经推出已经广泛的在变频器、光伏汇流箱、变频调速、伺服系统、电动汽车、变频空调、液晶电视、军工电源等众多行业、设备上批量使用。并且完全替代进口传感器，在价格、周期、服务上具有一定的市场竞争力。 但由于霍尔传感器的成本较高，因此其应用领域基本锁定在汽车等高端市场，而对于需求量较大、对成本控制非常严格的消费电子市场则受到了成本的限制。相信随着技术的进一步发展，霍尔传感器走进手柄等消费电子应用领域将是大势所趋。

相关论文发表于《应用物理快报》和《先进材料》　　美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)王中林教授领导的研究小组最近利用肖特基特性制备出高性能传感器——紫外光传感器和生物传感器。与传统的基于欧姆接触的传感器相比，这些传感器不仅把灵敏度提高了几个数量级，而且其反应时间和恢复时间也有数量级上的改善。这一发现为传感器的进一步发展提出了一个重要的新思路。　　传统的传感器依赖纳米线的表面效应(侧面)和气体或生物分子在表面的吸附和解吸附过程。为了提高器件对光、化学气体或生物分子的灵敏度，纳米线需要非常小，从而其表面效应能够显著。同时研究人员采用欧姆接触来降低接触电阻的影响，从而进一步突出表面效应。另外，分子在表面的吸附和解吸附是一个相对较慢的过程，这也导致相应的传感器反应时间和恢复时间较长，甚至在100秒以上，这也严重地限制了传感器的应用。　　王中林教授领导的小组深入分析比较了肖特基接触和欧姆接触的原理和特点，提出了肖特基接触也可以用于构造传感器，而且其性能可以更好。基于这一想法，他们成功研制出紫外光传感器和生物传感器，其结果分别发表于《应用物理快报》(Applied Physics Letters, 2009, 94, 191103)和《先进材料》(Advanced Materials, 2009, 21, online)。这一新型紫外光传感器不仅灵敏，其反应时间和恢复时间也有了质的飞跃。采用同样氧化锌纳米线但两端是欧姆接触的传感器在开关紫外光后恢复时间长达417秒，而基于肖特基的传感器仅仅0.8秒。利用高分子进行表面修饰后其恢复时间进一步缩短到0.02秒，从而达到了四个数量级的提高。与此相似，采用同样氧化锌纳米线但两端是欧姆接触的传感器对生物分子没有明显响应。改用肖特基后，传感器不仅有显著的响应，并且响应和恢复非常迅速。对于生物分子传感，其灵敏度提高了三到四个数量级，并能有效区分出所带电荷的正负。　　这些新型传感器的优异性能归功于肖特基接触。肖特基势垒和界面附近的内建电场对电流的传输起到关键作用，而纳米线主体和表面的影响则相对较弱。外界因素(紫外光或生物分子)可以直接影响肖特基势垒和界面附近的内建电场。这一变化可以比表面效应更为显著地调制通过传感器的电流，从而提高了器件的灵敏度。肖特基势垒和内建电场的变化和对电流的调制可以在极短的时间内完成，所以这一新型传感器拥有了基于欧姆接触的传感器无可比拟的反应和恢复时间。

科技日报北京1月22日电 德国维尔茨堡—德累斯顿卓越集群ct.qmat团队的理论和实验物理学家开发出一种由铝镓砷制成的半导体器件。这项开创性的研究发表在最新一期《自然物理学》杂志上。由于拓扑趋肤效应，量子半导体上不同触点之间的所有电流都不受杂质或其他外部扰动的影响。这使得拓扑器件对半导体行业越来越有吸引力，因为其消除了对材料纯度的要求，而材料提纯成本极高。拓扑量子材料以其卓越的稳健性而闻名，非常适合功率密集型应用。新开发的量子半导体既稳定又高度准确，这种罕见组合使该拓扑器件成为传感器工程中令人兴奋的新选择。利用拓扑趋肤效应可制造新型高性能量子器件，而且尺寸也可做得非常小。新的拓扑量子器件直径约为0.1毫米，且易于进一步缩小。这一成就的开创性在于，首次在半导体材料中实现了微观尺度的拓扑趋肤效应。这种量子现象3年前首次在宏观层面得到证实，但只是在人造超材料中，而不是在天然超材料中。因此，这是首次开发出高度稳健且超灵敏的微型半导体拓扑量子器件。通过在铝镓砷半导体器件上创造性地布置材料和触点，研究团队在超冷条件和强磁场下成功诱导出拓扑效应。他们采用了二维半导体结构，触点的排列方式可在触点边缘测量电阻，直接显示拓扑效应。研究人员表示，在新的量子器件中，电流—电压关系受到拓扑趋肤效应的保护，因为电子被限制在边缘。即使半导体材料中存在杂质，电流也能保持稳定。此外，触点甚至可检测到最轻微的电流或电压波动。这使得拓扑量子器件非常适合制造尺寸极小的高精度传感器和放大器。[来源：科技日报][align=right][/align]

超声波传感器，顾名思义就是利用超声波的特性研制而成的传感器。在社会生活中的应用很广泛，超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。1、超声传感器可以对集装箱状态进行探测。将超声传感器安装在塑料熔体罐或塑料粒料室顶部，向集装箱内部发出声波时，就可以据此分析集装箱的状态，如满、空或半满等。2、超声传感器可用于检测透明物体、液体、任何表面(粗糙、光滑、光亮)的密致材料和不规则物体。但不适用于室外、酷热环境或压力罐以及泡沫物体。3、超声传感器可以应用于食品加工厂，实现塑料包装检测的闭环控制系统。配合新的技术可在潮湿环境(如洗瓶机)、噪音环境、温度极剧烈变化环境等进行探测。4、超声传感器可用于探测液位、探测透明物体和材料，控制张力以及测量距离，主要为包装、制瓶、物料搬运、塑料加工以及汽车行业等。5、超声传感器可用于流程监控以提高产品质量、检测缺陷、确定有无以及其它方面。

[align=left][color=#333333]光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。[/color][/align][color=#333333] [/color][color=#333333]其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。光电传感器因为采用光学原理，因此其采集结果更精准、快速。[/color][color=#333333] [/color][b][color=#333333]特点：[/color][/b][color=#333333]光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（可见及紫外镭射光）转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此应用广泛。[/color][color=#333333] [/color][b][color=#333333]工作原理：[/color][/b][color=#333333]由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换[/color][color=#333333] [/color][color=#333333] [/color][b][color=#333333]光电式传感器分类：[/color][/b][color=#333333]⑴[/color][color=#333333]反光板型光电开关[/color][color=#333333]把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到 一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]⑵[/color][color=#333333]对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。对射式光电开关的检测距离可达几米乃至几十米。使用对射式光电开关时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]（3）槽型光电传感器[/color][color=#333333]把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧组成槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]⑷[/color][color=#333333]扩散反射型光电开关[/color][color=#333333]扩散反射型光电开关的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但扩散反射型光电开关前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。在检测时，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。[/color][color=#333333] [/color][b][color=#333333] [/color][/b][color=#333333]光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。[/color][color=#333333]光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。[/color][color=#333333]发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。如光电[/color][url=http://www.eptsz.com/Index.aspx][color=#333333]液位传感器[/color][/url][color=#333333]。[/color][b][color=#333333]没有信号输出的原因[/color][/b][color=#333333]放置问题：检测物体必须在传感器可以检测的区域内，也就是光电可以感知的范围内。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]对准问题：对射型的投光部和受光部光轴必须对准，对应的回归反射型的探头部分和反光板光轴必须对准。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]环境干扰问题：现场环境有粉尘，就需要我们定期清理光电传感器探头表面；或者是多个传感器紧密安装，会互相产生干扰；还有一种影响比较大的是电气干扰，如果周围有大功率设备，产生干扰时必须要有相应的抗干扰措施。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]接线或配置的问题：对于对射型光电传感器必须由投光部和受光部组合使用，两端都需要供电；[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]接线问题：同时，用户必须给传感器提供稳定电源，如果是直流供电，必须确认正负极链接正确。[/color]

[align=left]传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。[/align][color=#333333] [/color]传感器可以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，促进了社会的发展，传感器可以代替多种人工操作并且更加便捷、快速、精准。传感器有着微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的特点，它促进了传统产业的改造和更新换代。传感器能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。传感器包括有称重传感器、霍尔传感器、[url=http://www.eptsz.com/Index.aspx][color=black]液位传感器[/color][/url]、生物传感器、温度传感器、光敏传感器、位移传感器、压力传感器、视觉传感器等。我们可以看出传感器可以测量温度、压力、重力、液位、物料位置等。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，使用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，可以使使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量，所以传感器对于现代化生产十分重要。激光传感器可以用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。温度传感器可以应用于测量室内和室外的环境温度、压缩机顶部的排气温度、测量变频模块的温度等。光敏传感器可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，可以将这些非电量转换为光信号的变化。液位传感器可以检测各类液体的液位，将检测结果转化为电信号输出。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，可以把各种被测物理量转换为电量。[color=#333333] [/color]传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。传感器早可以应用于工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。传感器可以精准的获取可靠的信息，获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段，因此应用范围十分广泛。