什么叫傳感器

微型化、數(shù)字化、智能化、多功用化、體系化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和開(kāi)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。一般根據(jù)其根本感知功用分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線靈敏元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

傳感器

溫度傳感器

溫度傳感器是指能感觸溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度丈量?jī)x表的核心部分，品種繁多。按丈量方式可分為觸摸式和非觸摸式兩大類，依照傳感器件料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。

溫度傳感器

• 觸摸式

觸摸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)目標(biāo)有良好的觸摸，又稱溫度計(jì)。溫度計(jì)經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表明被測(cè)目標(biāo)的溫度。

一般丈量精度較高。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于丈量1.6～300K規(guī)模內(nèi)的溫度。

• 非觸摸式

它的靈敏元件與被測(cè)目標(biāo)互不觸摸，又稱非觸摸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)丈量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度改動(dòng)敏捷（瞬變）目標(biāo)的表面溫度，也可用于丈量溫度場(chǎng)的溫度分布。最常用的非觸摸式測(cè)溫儀表根據(jù)黑體輻射的根本定律，稱為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包含亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）。

• 非觸摸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)

丈量上限不受感溫元件耐溫程度的約束，因而對(duì)最高可測(cè)溫度原則上沒(méi)有約束。對(duì)于1800℃以上的高溫，主要選用非觸摸測(cè)溫辦法。跟著紅外技能的開(kāi)展，輻射測(cè)溫 逐漸由可見(jiàn)光向紅外線擴(kuò)展，700℃以下直至常溫都已選用，且分辨率很高。

• 作業(yè)原理

電阻傳感

金屬跟著溫度改動(dòng)，其電阻值也發(fā)生改動(dòng)。

對(duì)于不同金屬來(lái)說(shuō)，溫度每改動(dòng)一度，電阻值改動(dòng)是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號(hào)。

電阻共有兩種改動(dòng)類型

正溫度系數(shù)

溫度升高 = 阻值添加

溫度下降 = 阻值削減

負(fù)溫度系數(shù)

溫度升高 = 阻值削減

溫度下降 = 阻值添加

熱電偶傳感

熱電偶由兩個(gè)不同材料的金屬線組成，在結(jié)尾焊接在一起。再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱門的溫度。因?yàn)樗仨氂袃煞N不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度規(guī)模，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱門溫度改動(dòng)1℃時(shí)，輸出電位差的改動(dòng)量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在5～40微伏/℃之間。

• 挑選辦法

1. 熱電偶

   熱電偶是溫度丈量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度規(guī)模和適應(yīng)各種大氣環(huán)境，而且健壯、價(jià)低，無(wú)需供電，也是最廉價(jià)的。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成，當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí)，熱電偶電路中就有電勢(shì)差。可用丈量的電勢(shì)差來(lái)核算溫度。

2. 熱敏電阻

   熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料， 大多為負(fù)溫度系數(shù)，即阻值隨溫度添加而下降。溫度改動(dòng)會(huì)造成大的阻值改動(dòng)，因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大聯(lián)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。

加速度傳感器

加速度傳感器是一種能夠丈量加速度的傳感器。一般由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、靈敏元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)質(zhì)量塊所受慣性力的丈量，利用牛頓第二定律取得加速度值。根據(jù)傳感器靈敏元件的不同，常見(jiàn)的加速度傳感器包含電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式、壓電式等。

• 分類

壓電式

壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計(jì)。它也屬于慣性式傳感器。壓電式加速度傳感器的原理是利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度計(jì)受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之改動(dòng)。當(dāng)被測(cè)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度計(jì)的固有頻率時(shí)，則力的改動(dòng)與被測(cè)加速度成正比。

壓阻式

根據(jù)世界領(lǐng)先的MEMS硅微加工技能，壓阻式加速度傳感器具有體積小、低功耗等特色，易于集成在各種模擬和數(shù)字電路中，廣泛應(yīng)用于汽車磕碰實(shí)驗(yàn)、測(cè)試儀器、設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

電容式

電容式加速度傳感器是根據(jù)電容原理的極距改動(dòng)型的電容傳感器。電容式加速度傳感器/電容式加速度計(jì)是對(duì)比較通用的加速度傳感器。在某些領(lǐng)域無(wú)可替代，如安全氣囊，手機(jī)移動(dòng)設(shè)備等。電容式加速度傳感器/電容式加速度計(jì)選用了微機(jī)電體系（MEMS）工藝，在大量生產(chǎn)時(shí)變得經(jīng)濟(jì)，從而保證了較低的成本。

伺服式

伺服式加速度傳感器是一種閉環(huán)測(cè)試體系，具有動(dòng)態(tài)性 能好、動(dòng)態(tài)規(guī)模大和線性度好等特色。其作業(yè)原理，傳感器的振動(dòng)體系由 "m-k”體系組成，與一般加速度計(jì)相同，但質(zhì)量m上還接著一個(gè)電磁線圈，當(dāng)基座上有 加速度輸入時(shí)，質(zhì)量塊違背平衡位置，該位移巨細(xì)由位移傳感器檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)伺服放大器 放大后轉(zhuǎn)換為電流輸出，該電流流過(guò)電磁線圈，在永久磁鐵的磁場(chǎng)中發(fā)生電磁康復(fù)力，力圖使質(zhì)量塊保持在儀表殼體中本來(lái)的平衡位置上，所以伺服加速度傳感器在閉環(huán)狀態(tài)下作業(yè)。

光纖傳感器

光纖傳感器的根本作業(yè)原理是將來(lái)自光源的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生改動(dòng)，成為被調(diào)制的信號(hào)源，在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，取得被測(cè)參數(shù)。

光纖傳感器

• 原理

光纖傳感器的根本作業(yè)原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生改動(dòng)，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，再利用被丈量對(duì)光的傳輸特性施加的影響，完結(jié)丈量。

光纖傳感器作業(yè)原理

（1）功用型——利用光纖本身的某種靈敏特性或功用制成

（2）傳光型——光纖只是起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它靈敏元件感觸被丈量的改動(dòng)。

• 特色

1. 靈敏度較高；

2. 幾許形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器；

3. 可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn)等）的器件；

4. 可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；

5. 而且具有與光纖遙測(cè)技能的內(nèi)涵相容性。