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传感器的特点以及基本感知功能分类

时间:2022-11-07 16:06:12 作者:徽力智 点击:

  传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点,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,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。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、湿敏元件等。


  一、热敏元件
  热敏元件是利用某些物体的物理性质随温度变化而发生变化的敏感材料制成。 这种元件可安装于印刷电路板上,这时NTC热敏元件通常封装成类似于金属膜电阻、小型陶瓷电容、表面安装帖焊元件的形式,在这种情况下人们通常称它们NTC热敏电阻。对应用于某些物体表面的温度检测或某些环境温度的检测时,为了适应检测环境和便于安装,通常将热敏元件根据所应用的具体场合做成各种各样的封装形式,这时人们通常称它们为热敏传感器。在我们的网站中,我们把热敏电阻和热敏传感器统称为NTC热敏元件。 NTC热敏元件既有随温度的线性变化其电阻值也线性变化的特点,又有在某个特定温度下的浪涌特性。所以,NTC热敏元件既可以利用其随温度变化的线性特性用于各种设备或环境温度检测、显示和控制,又可以利用其在某个温度下的浪涌特性用于电路或设备的保护和报警。使用热敏元件的用户首先关心的就是热敏元件的三性,即:一致性、可靠性、重复性。 热敏元件的温度检测范围和检测精度也是用户关心的主要特性。事实上,精度越高的热敏元件制造成本相对也越高,所以根据实际使用的场合选用恰当的检测精度的热敏元件具有现实经济意义。热敏传感器的封装有金属封装也有非金属封装形式,金属封装和非金属封装又有不同的封装材质。
  二、光敏元件
  光敏元件,是一种对光源敏感的电子元件。 基于半导体光电效应的光电转换传感器,又称光电敏感器。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量,因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型(见光电式传感器)。光导型即光敏电阻,是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等,它们属于半导体结构型器件。半导体光敏元件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等,它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏元件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中。


高精度单轮轴张力传感器

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  三、气敏元件
  国产的气敏元件有2种。一种是直热式,另一种是旁热式。 一种是直热式,加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管芯内;旁热式气敏元件以陶瓷管为基底,管内穿加热丝,管外侧有两个测量极,测量极之间为金属氧化物气敏材料,经高温烧结而成。
  四、力敏元件
  力敏传感器是支撑工业过程自动化的四大传感器之一。力敏元件是指力敏传感器中能感受(或响应)力的元件。力括重力、拉力、压力、力矩、压 强等物理量。 力敏元件及传感器广泛用于各工业生产部门和科学实验研究中。力敏元件及传感器品种规格繁多,可以按不同的方法进行分类,传统的、测量力的方法是利用弹性元件的形变和位移来表示的,其特点是成本低、不需要电源,但体积大、笨重、输出为非电量。后来发现了应变计,特别是随着微电子的技术发展,利用半导体材料的压阻效应和弹性与集成电路工艺,研制出了半导体力和压力传感器,使这类传感器有了长足的进步。普遍应用的力敏传感器有电阻式、压电式、电容式、变磁阻式、光纤式等。近几年又发展了声表面波压力传感器、磁致伸缩型压力传感器、电位式压力传感器等电气传感器。
  五、磁敏元件
  是利用载流子在磁场运动会受到洛伦磁力作用的原理制成的。磁敏二极管的构成机理如下:将一块接近于本征的高纯度半导体硅或锗,两端用合金或扩散法分别制成P+和N+,中间隔以较长的近本征区(本征区的长度大干空穴和电子的扩散长度)形成P+-I-N+结构,再在本征区的侧面上用研磨或扩散等工艺形成高复合区r,这样就制成了磁敏二极管。磁敏二极管正常工作时,同一般二极管一样,要求在P+端接电源正极.N+端接电源负极,且具有单向导电性。当磁敏二极管接上工作电压且处在磁场中时,随着磁场强度、磁场方向的变化,磁敏二极管的阻值也随着变化,导致流过磁敏二极管的电流也随着磁场的变化而变化。根据这一特点,人们利用磁敏二极管来探测磁场的有无。磁敏元件还可以应用于磁带张力控制、航空、汽车、电子、仪器仪表等领域。
  六、湿敏元件
  湿敏元件湿敏电阻等均属于湿敏元件,主要应用于空气湿度检测。