传感器的分类方法

传感器的分类方法

传感器的分类方法如下:

一、根据输入物理量可分为:位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器及气敏传感器等。

二、根据工作原理可分为:电阻式、电感式、电容式及电势式等。

三、根据输出信号的性质可分为:模拟式传感器和数字式传感器。即模拟式传感器输出模拟信号,数字式传感器输出数字信号。

四、根据能量转换原理可分为:有源传感器和无源传感器。有源传感器将非电量转换为电能量,如电动势、电荷式传感器等;无源程序传感器不起能量转换作用,只是将被测非电量转换为电参数的量,如电阻式、电感式及电容光焕发式传感器等。

传感器的分类和原理

一传感器的分类 1、按被测量(或传感器的用途)分类 如被测量为温度、压力、流量、位移、速度等时,则感应的传感器分别称为温度传感器等…还有热量、比热容,压差、力、力矩、应力、质量、振幅、频率、加速度、噪声、浓度、粘度、密度、相对密度、酸碱度、颜色、透明度等等,其相应的传感器一般以被测量命名。 2、按工作原理分类 传感器的工作原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论。 可分为电阻式、电感式、电容式、电抗式、磁电式、热电式、压电式、光电式(包括红外线式和光导纤维式)、谐振式、霍尔式、超声式、同位素式、电话学式、微波式等。 3、按输出信号的性质分类 可将其分为模拟传感器和数字传感器两大类 前者输出模拟信号,如果要与计算机连接,则需要引入模/数转换环节,而后者则不需要。数字传感器一般将被测量转换成脉冲、频率或二进制数码输出,抗干扰能力强。 二传感器原理及应用 1、电阻式传感器:是一种能把非物理量(如位移、力、压力、加速度、扭矩等)转换成与之有确定对应关系的电阻值,再经过测量电桥转换成便于传送和记录的电压(电流)信号的一种装置。 它具有结构简单、输出精度高、线性和稳定性好等特点。 它种类较多,主要有变阻器式、电阻应变式和固态压阻式等三种。前两种采用的敏感元件是弹性敏感元件,传感器元件分别是电位器和电阻应变片;而压阻式传感器的敏感元件和传感元件均为半导体(如硅)。 2、变阻器式传感器 结构简单,输出信号功率大、被测量与转换量间容易实现线性或其他所需要的函数关系。 3、应变式传感器 目前用于测量力、力矩、压力、加速度、质量等参数,是使用最广泛的传感器之一。应变效应:金属导体或半导体在受到外力作用时,会产生相应的应变,其电阻也将随之发生变化,这种物理现象称为应变效应。用来产生应变效应的细导体称为应变丝(敏感栅)应用在称重与测力领域,一是作为敏感元件,直接用于被测试件的应变测量;另一是作为转换元件,通过弹性元件构成传感器,用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。 4、压阻式传感器 利用硅的压阻效应和微电子技术制成的压阻式传感器,具有敏感度高、动态响应好、精度高、易于微型化和集成化等特点,获得广泛使用,且发展非常迅速。 压阻系数与压阻效应:在半导体材料上施加一作用力时,其电阻率将发生明显变化,这

传感器分类

电阻式传感器:基本原理:是将被测的非电量转化成电阻值的变化,在通过转换电路变成电压或电流输出的一类传感器,通过测量电阻值变化达到测量非电量的目的。应用:测量力、压力、位移、应变、加速度、温度等非电量参数,还适合动态测量。 应变式传感器:是一种具有较长应用历史的传感器,包括应变式加速度传感器,其工作原理:在应变梁的一段固定惯性质量块,梁的上下粘贴应变片,传感器内腔充满硅油,以产生必要的阻尼。测量时,将传感器壳体与被测对象刚性连接。当有加速度作用在壳体上时,由于梁的刚度很大,惯性质量块也以同样的加速度运动,产生的惯性力与加速度成正比。惯性力的大小由梁上的应变片测出。限位块使传感器过载时不被破坏。应用:常用于低频振动测量中,被广泛应用于工程测量和科学实验中。应变式传感器优点:其具有尺寸小、重度轻、结构简单、使用方便、响应速度快等。这种传感器一般由弹性元件和电阻应变片构成,工作时利用金属弹性元件的电阻应变效应,将被测物变形转换成电阻变化。 压阻式传感器:包括压阻式加速度传感器,其工作原理:采用单晶硅作悬臂梁,在其近根部扩散四个电阻。当梁的自由端的质量块收到加速度作用时,在梁上收到弯矩和应力,受电阻值发生变化。电阻相对变化与加速度成正比。有四个电阻组成的电桥将产生与加速度成正比例电压输出。在设计时,恰当地选择传感器尺寸及阻尼系数,则可用来测量低频加速度与直线加速度。压阻式传感器优点:灵敏系数大,分辨率高,频率响应高,体积小。缺点:压阻式传感器多由半导体材料构成,由于半导体材料对温度很敏感,因此压阻式传感器的温度误差较大,必须要有温度补偿。应用:主要用于测量压力、加速度和载荷等参数。 电感式传感器:利用线圈自感或互感的变化,实现测量的一种装置。其核心部分是可变自感或可变互感,再将被测量转化成线圈自感或线圈互感的变化时,一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。工作原理:把被测位移转换成线圈的自感或互感的变化,从而实现测量的一类传感器。分类:变气隙型、变截面积和螺管型。优点:结构简单可靠、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强、对工作环境要求不高、分辨力较高、示值误差一般为示值范围的0.1%—0.5%、稳定性好。缺点:频率响应低、不宜用于快速测量。 电涡流传感器:工作原理:金属导体置于变化着的磁场中,导体内会产生感应电流,这种电流像水中旋涡那样在导体内转圈,所以称之为电涡流或涡流,这种效应就称之为涡流效应。电涡流式传感器就是在这种涡流效应的基础上建立起来的。形成涡流具备的条件:①存在交变磁场②导电体处于交变磁场之中。 低频透射涡流传感器:工作原理:若将激励频率降低,涡流的贯穿深度将加厚,可做成低频透射传感器,发射线圈L1和接收线圈L2绕在绝缘框架上,分别安放在被测材料的上下方,线圈中的电流I将产生一个交变磁场,没有被测材料M时,L1的磁场将直接贯穿L2,感生出交变电动势e,加上被测材料,产生的磁力线要穿透M,并在其中产生涡流,消耗了部分磁场能量,使其达到的磁力线减少,相应的e也随着减少,e的大小反映了材料的厚度。 压磁式传感器:压磁效应具体内容:①材料受到压力时,在作用力方向磁导率μ减小,而作用力向垂直方向,μ略有增大;作用力是拉力时,其效果相反;②作用力取消后,磁导率复原;③铁磁材料的压磁效应还与外磁场强度有关。工作原理:利用电磁感应原理把两个平面绕组间的相对位移量转换成电信号。优点:输出功率大、抗干扰能力强、过载性好、结构与电路简单、能在恶劣环境下工作、寿命长。缺点:测量精度不高(误差约为1%),反应速度低。应用:适合重工业、化学工业等部门应用,比如冶金、矿山、造纸、印刷、运输等工业生产领域。 感应同步器:是利用两个平面形绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的。应用:测量直线(长感应同步器)或转角位移(圆感应同步器)。优点:①具有较高的精度与分辨力;②抗干扰能力强;③使用寿命长,维护简单;④可以作长距离位移测量;⑤工艺性好,成本低,便于复制和成批生产。长感应同步器应用:大位移静态与动态测量中,例如三坐标测量机、程控数控机床机加工中的测量装置等。圆感应同步器应用:用于机床和仪器的转台以及各种回转伺服控制系统中。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类 传感器的分类方法很多.主要有如下几种: (1)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类有利于选择传感器、应用传感器 (2)按照工作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器的工作原理进行阐述。 (3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。 (4)按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。其中数字传感器便干与计算机联用,且坑干扰性较强,例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。传感器数字化是今后的发展趋势。 (5)按应用场合不同分为工业用,农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合,还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。 (6)根据使用目的的不同,又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用,控制用和分析用传感器等。 主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 主要功能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、传感器(图1) 流体传感器——触觉 敏感元件的分类: 物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 化学类,基于化学反应的原理。 生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。 通常据其基本感知功能可分为热敏元件、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(还有人曾将敏感元件分46类)。 1)光纤传感器 光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点,如灵敏度高.抗电磁干扰能力强,耐腐蚀,绝缘性好,结构简单,体积小.耗电少,光路有可挠曲性,以及便于实现遥测等. 光纤传感器一般分为两大类,一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器.称为功能型传感器;另一类是光纤仅仅起传输光波的作用,必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器,称为传光型传感器。无论哪种传感器,其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数,使其随之变化,然后对已调制的光信号进行检测,从而得到被测量。

传感器分类

传感器的种类 传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。 按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2.磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的测量。 3.光电式传感器

光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5.电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。 6.半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成,主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7.谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成,主要用来测量压力。 8.电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成,根据其电特性的形成不同,电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外,根据传感器对信号的检测转换过程,传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出,如光敏电阻受到光照射时,电阻值会发生变化,直接把光信号转换成电信号输出;后者则要把输入给传感器的非电量先转换成另外一种非电量,然后再转换成电信号输出,如采用弹簧管敏感元件制成的压力传感器就属于这一类,当有压力作用到弹簧管时,弹簧管产生形变,传感器再把变形量转换为电信号输出 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。

传感器分类总结

传感器分类总结 The latest revision on November 22, 2020

由于被测参量种类繁多,其工作原理和使用条件又各不相同,因此的种类和规格十分繁杂,分类方法也很多。现将常采用的分类方法归纳如下: 1、按输入量即测量对象的不同分: 如输入量分别为:温度、压力、位移、速度、湿度、光线、气体等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、称重传感器等。 这种分类方法明确地说明了传感器的用途,给使用者提供了方便,容易根据测量对象来选择所需要的传感器,缺点是这种分类方法是将原理互不相同的传感器归为一类,很难找出每种传感器在转换机理上有何共性和差异,因此,对掌握传感器的一些基本原理及分析方法是不利的。因为同一种型式的传感器,如压电式传感器,它可以用来测量机械振动中的加速度、速度和振幅等,也可以用来测量冲击和力,但其工作原理是一样的。 这种分类方法把种类最多的物理量分为:基本量和派生量两大类.例如力可视为基本物理量,从力可派生出压力、重量,应力、力矩等派生物理量.当我们需要测量上述物理量时,只要采用力传感器就可以了。所以了解基本物理量和派生物理量的关系,对于系统使用何种传感器是很有帮助的。 2、按工作(检测)原理分类

检测原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学效应和生物效应等机理。有电阻式、电容式、电感式、压电式、电磁式、磁阻式、光电式、压阻式、热电式、核辐射式、半导体式传感器等。 如根据变电阻原理,相应的有电位器式、应变片式、压阻式等传感器;如根据电磁感应原理,相应的有电感式、差压变送器、电涡流式、电磁式、磁阻式等传感器;如根据半导体有关理论,则相应的有半导体力敏、热敏、光敏、气敏、磁敏等固态传感器。 这种分类方法的优点是便于传感器专业工作者从原理与设计上作归纳性的分析研究,避免了传感器的名目过于繁多,故最常采用。缺点是用户选用传感器时会感到不够方便。 有时也常把用途和原理结合起来命名,如电感式位移传感器,压电式力传感器等,以避免传感器名目过于繁多. 3、按照传感器的结构参数在信号变换过程中是否发生变化可分为: a、物性型传感器:在实现信号的变换过程中,结构参数基本不变,而是利用某些物质材料(敏感元件)本身的物理或化学性质的变化而实现信号变换的。 这种传感器一般没有可动结构部分,易小型化,故也被称作固态传感器,它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。如:热电偶、压电石英晶体、热电阻以及各种半导体传感器如力敏、热敏、湿敏、气敏、光敏元件等。

传感器分类

传感器分类 传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。 按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。

2.磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的测量。 3.光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5.电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。 6.半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成,主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7.谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成,主要用来测量压力。 8.电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成,根据其电特性的形成不同,电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。

常用传感器的种类

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、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。 1、热敏传感器 热敏传感器是将温度转换成电信号的转换器件,可分为有源和无源两大类。前者的工作原理是热释电效应、热电效应、半导体结效应。后者的工作原理是电阻的热敏特性,约占热敏传感器的55%。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。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。 2、光敏传感器 光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。国内主要厂商有OTRON品牌等。光传感器是产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻,当光子冲击接合处就会产生电流。 3、气敏传感器 气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器,它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用。气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的,由于检测现场温度、湿度的变化很大,又存在大量粉尘和油雾等,所以其工作条件较恶劣,而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物,附着在元件表面,往往会使其性能变差。所以对气敏传感器有下列要求:能

够检测报警气体的允许浓度和其他标准数值的气体浓度,能长期稳定工作,重复性好,响应速度快,共存物质所产生的影响小等。 4、力敏传感器 力敏传感器是将应力、压力等力学量转换成电信号的转换器件。力敏传感器有电阻式、电容式、电感式、压电式和电流式等多种形式,它们各有优缺点。其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。 5、磁敏传感器 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。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。霍尔效应传感器属于被动型传感器,它要有外加电源才能工作,这一特点使它能检测转速低的运转情况。 6、湿敏传感器 湿敏传感器是能够感受外界湿度变化,并通过器件材料的物理或化学性质变化,将湿度转化成有用信号的器件。理想的湿敏传感器的特性要求是,适合于在宽温、湿范围内使用,测量精度要高;使用寿命长,稳定性好;响应速度快,湿滞回差小,重现性好;灵敏度高,线形好,温度系数小;制造工艺简单,易于批量生产,转换电路简单,成本低;抗腐蚀,耐低温和高温特性等。

简述传感器分类

简述传感器分类 传感器是一种能够检测和测量物理量(如温度、压力、湿度、运动、电流、电压等)的设备,通常由感知元件和转换电路两部分组成。传感器广泛应用于各种领域,如工业、医疗、航空航天、汽车、电子等等。 根据传感器工作原理的不同,可以将传感器分类为以下几种类型: 1. 热传感器:热传感器可以检测和测量物体表面或内部的温度,常见的热传感器包括红外线传感器和热电偶传感器。 2. 光学传感器:光学传感器可以通过检测和测量光线的强度和颜色等信息来检测和测量物体的距离、形状和表面状态等。 3. 压力传感器:压力传感器可以检测和测量物体表面的压力,常见的压力传感器包括压敏电阻传感器和电容压力传感器。 4. 湿度传感器:湿度传感器可以检测和测量物体表面的水分含量,常见的湿度传感器包括电感湿度传感器和超声波湿度传感器。 5. 温度传感器:温度传感器可以检测和测量物体表面的温度,常见的温度传感器包括红外线传感器和热电偶传感器。 6. 运动传感器:运动传感器可以检测和测量物体的运动状态,常见的运动传感器包括陀螺仪传感器和加速度计传感器。 7. 电流传感器:电流传感器可以检测和测量电路中的电流,常见的电流传感器包括电阻式电流传感器和电容式电流传感器。 除了以上几种常见的传感器类型外,还有许多其他类型的传感器,如气体传感器、声波传感器、超声波传感器等。不同类型的传感器适用于不同的应用场景,可以根据实际需要选择合适的传感器。

传感器在工业、医疗、航空航天、汽车、电子等领域的应用越来越广泛,不同类型的传感器也在不断地被研发和推出。随着技术的不断发展,传感器的精度、可靠性和成本等方面也在不断提高,相信传感器在未来的发展中将会发挥越来越重要的作用。

传感器的分类

传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。 按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。

电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2.磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的测量。 3.光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。(热 电效应是当受热物体中的电子(洞),因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。光电效应是指光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应。霍尔效应的本质是固体材料中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示:参加材料导电过程的不仅有带负电的电子,还有带正电的空穴 ) 5.电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。 6.半导体传感器

传感器的分类

传费器 -E 物理型祷感器一 化 学型倩恿藩 生物型传感器 结构型特感器 物性型传感器 传感器的分类 传感器种类繁多,功能各异。由于同一被测量可用不同转换原理实现探测, 利用同一种 物理法则、化学反应或生物效应可设计制作出检测不同被测量的传感器, 而功能大同小异的 同一类传感器可用于不同的技术领域, 故传感器有不同的分类方法。传感器的分类方法很多, 了解传感器的分类,旨在加深理解,便于应用。 1 •按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类 按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类, 传感器可分为物理型传感器、 化学型 传感器和生物型传感器三大类,如图 1-2所示。 图1-2传感器的分类 其中利用物理效应进行信号变换的传感器称为物理型传感器, 它利用某些敏感元件的物 理性质或某些功能材料的特殊物理性能进行被测非电量的变换。 如利用金属材料在被测量作 用下引起的电阻值变化的应变效应的应变式传感器; 利用半导体材料在被测量作用下引起的 电阻值变化的压阻效应制成的压阻式传感器; 利用电容器在被测量的作用下引起电容值的变 化制成的电容式传感器;利用磁阻随被测量变化的简单电感式、 差动变压器式传感器;利用 压电材料在被测力作用下产生的压电效应制成的压电式传感器等。 物理型传感器又可以分为结构型传感器和物性型传感器。 结构型传感器是以结构(如形状、尺寸等)为基础,利用某些物理规律来感受(敏感)被测 量,并将其转换为电信号实现测量的。 例如电容式压力传感器, 必须有按规定参数设计制成

的电容式敏感元件,当被测压力作用在电容式敏感元件的动极板上时, 导致电容值的 引起电容间隙的变化 变化,从而实现对压力的测量。又比如谐振式压力传感器,必须设计制作一个合 适的感受被测压力的谐振敏感元件,当被测压力变化时,改变谐振敏感结构的等效刚度,导致谐振敏感元件的固有频率发生变化,从而实现对压力的测量。 物性型传感器就是利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应感受(敏感)被测量,并转换成可用电信号的传感器。例如利用具有压电特性的石英晶体材料制成的压电式压力传感器,就是利用石英晶体材料本身具有的正压电效应而实现对压力测量的;利用半导体材料在被测压力作用下引起其内部应力变化导致其电阻值变化制成的压阻式传感器,就是利用半导体材料的压阻效应而实现对压力测量的。 一般而言,物理型传感器对物理效应和敏感结构都有一定要求,但侧重点不同。结构型传感器强调要依靠精密设计制作的结构才能保证其正常工作;而物性型传感器则主要依靠材料本身的物理特性、物理效应来实现对被测量的敏感。 近年来,由于材料科学技术的飞速发展与进步,物性型传感器应用越来越广泛。这与该类传感器便于批量生产、成本较低及易于小型化等特点密切相关。 化学传感器是利用电化学反应原理,把无机或有机化学的物质成分、浓度等转换为电信号的传感器。最常用的是离子敏传感器,即利用离子选择性电极,测量溶液的pH 值或某些离子的活度,如K+,Na+, Ca2+等。电极的测量对象不同,但其测量原理基本相同,主要是利用电极界面(固相)和被测溶液(液相)之间的电化学反应,即利用电极对溶液中离子的选择性响应而产生的电位差。所产生的电位差与被测离子活度对数成线性关系,故检测出其反应过程中的电位差或由其影响的电流值,即可给出被测离子的活度。化学传感器的核心部分是离子选择性敏感膜。膜可以分为固体膜和液体膜。玻璃膜、单晶膜和多晶膜属固体膜;而带正、负电荷的载体膜和中性载体膜则为液体膜。 化学传感器广泛应用于化学分析、化学工业的在线检测及环保检测中。生物传感器是近年来发展很快的一类传感器。它是一种利用生物活性物质选择性来识别和测定生物化学物质的传感器。生物活性物质对某种物质具有选择性亲和力,也称其为功能识别能力。利用这种单一的识别能力来判定某种物质是否存在,其浓度是多少,进而利用电化学的方法进行电信号的转换。生物传感器主要由两大部分组成。其一是功能识别物质,其作用是对被测物质进行特定识别。这些功能识别物有酶、抗原、抗体、微生物及细胞等。用特殊方法把这些识别物固化在特制的有机膜上,从而形成具有对特定的从低分子到大分子化合物进行识别功能的功能膜。其二是电、光信号转换装置,此装置的作用是把在功能膜上进行的识别被测物所产生的化学反应转换成便于传输的电信号或光信号。其中最常应用的是电

传感器的分类及特点

传感器的分类及特点 传感器是用于将感知到的信息转化成可供人和机器理解的信号或 者用于探微仪器、感知器、研究装置、计量器及其他设备上的核心部件。根据其工作原理和应用领域不同,传感器可以分为多种类型,并 具有各自独特的特点。 1.分类 1.1根据感知物理量的种类 按照传感器所感知的物理量的种类,传感器可以分为以下几类: (1)温度传感器:用于感知环境的温度变化,常用的有热敏电阻、热电偶和红外温度传感器等。 (2)压力传感器:用于感知物体所受外力的大小,常见的有压力 电阻、压电传感器和电容式压力传感器等。 (3)湿度传感器:用于感知环境的湿度变化,常见的有电容湿度 传感器和电导湿度传感器等。

(4)光电传感器:用于感知光的强度和光的频率,常见的有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。 (5)气体传感器:用于感知气体浓度和成分,常见的有化学传感器和电化学传感器等。 (6)加速度传感器:用于感知物体的加速度和震动,常见的有压电加速度传感器和惯性式加速度传感器等。 (7)位置传感器:用于感知物体的位置和位移,常见的有旋转编码器、线性位移传感器和倾角传感器等。 (8)流量传感器:用于感知流体的流量,常见的有电磁流量传感器和热式流量传感器等。 (9)生物传感器:用于感知生物体的生理特征,常见的有心率传感器和脑电传感器等。 (10)运动传感器:用于感知人体的运动特征,常见的有加速度计和陀螺仪等。 (11)声音传感器:用于感知声波的压力、振动或声级,常见的有麦克风和声强传感器等。

(12)化学传感器:用于感知化学物质的浓度和成分,常见的有 气敏电阻和化学发光传感器等。 1.2根据工作原理的不同 按照传感器的工作原理不同,传感器可以分为以下几类: (1)电阻型传感器:根据电阻值的变化来感知物理量的变化,常 见的有热敏电阻和力敏电阻等。 (2)电容型传感器:根据电容值的变化来感知物理量的变化,常 见的有电容湿度传感器和电容位移传感器等。 (3)电感型传感器:根据电感值的变化来感知物理量的变化,常 见的有磁感应式流量传感器和接近开关等。 (4)压电传感器:根据压电效应来感知物理量的变化,常见的有 压电加速度传感器和壓電麥克風等。 (5)光电传感器:根据光敏元件受光照射后的电信号变化来感知 物理量的变化,常见的有光敏电阻和光敏二极管等。 (6)电化学传感器:根据电化学反应的特性来感知物理量的变化,常见的有气敏电阻和电化学传感器等。

传感器的种类传感器

传感器的种类 - 传感器 1.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。 2.变频功率传感器 变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行沟通采样,再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连,数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算,可以猎取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。 3.称重传感器 称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置,是电子衡器的一个关键部件。 能够实现力→电转换的传感器有多种,常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平,电容式用于部分电子吊秤,而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简洁,精确度高,适用面广,且能够在相对比较差的环境下使用。 4.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气械形变,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。 5.压阻式传感器 压阻式传感器是依据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经集中电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,集中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。 6.热电阻传感器 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,已开头接受镍、锰和铑等材料制造热电阻。它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。 7.激光传感器 利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰力量强等。激

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类

传感器得分类_传感器得原理与分类_传感器得定义与分类 传感器得分类方法很多.主要有如下几种: (1)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等.这种分类有利于选择传感器、应用传感器 (2)按照工作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器得工作原理进行阐述。 (3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。这种分类法可分出很多种类。 (4)按照传感器输出量得性质分为摸拟传感器、数字传感器.其中数字传感器便干与计算机联用,且坑干扰性较强,例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等.传感器数字化就是今后得发展趋势。 (5)按应用场合不同分为工业用,农用、军用、医用、科研用、环保用与家电用传感器等。若按具体便用场合,还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。 (6)根据使用目得得不同,又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用,控制用与分析用传感器等. 主要特点传感器得特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业得改造与更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新得经济增长点。微型化就是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上得,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。 主要功能常将传感器得功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器—-视觉 声敏传感器——听觉ﻫ气敏传感器-—嗅觉ﻫ化学传感器——味觉ﻫ压敏、温敏、传感器(图1) 流体传感器——触觉ﻫ敏感元件得分类:ﻫ物理类,基于力、热、光、电、磁与声等物理效应。ﻫ化学类,基于化学反应得原理。 生物类,基于酶、抗体、与激素等分子识别功能。 通常据其基本感知功能可分为热敏元件、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、色敏元件与味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。 1)光纤传感器 光纤传感器技术就是随着光导纤维实用化与光通信技术得发展而形成得一门崭新得技术.光纤传感器与传统得各类传感 器相比有许多特点,如灵敏度高、抗电磁干扰能力强,耐腐蚀,绝缘性好,结构简单,体积小、耗电少,光路有可挠曲性,以及便于实现遥测等、 光纤传感器一般分为两大类,一类就是利用光纤本身得某种敏感特性或功能制成得传感器、称为功能型传感器;另一类就是光纤仅仅起传输光波得作用,必须在光纤端面或中间加装其她敏感元件才能构成传感器,称为传光型传感器。无论哪种传感器,其工作原理都就是利用被测量得变化调制传输光光波得某一参数,使其随之变化,然后对已调制得光信号进行检测,从而得到被测量。 光纤传感器可以测量多种物理量、目前已经实用得光纤传感器可测量得物理量达70多种,因此光纤传感器具有广阔得发展前景、 2)红外传感器

传感器分类(最全总结)

由于被测参量种类繁多,其工作原理和使用条件又各不相同,因此传感器的种类和规格十分繁杂,分类方法也很多。现将常采用的分类方法归纳如下: 1、按输入量即测量对象的不同分: 如输入量分别为:温度、压力、位移、速度、湿度、光线、气体等非电量时,则相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、称重传感器等。 这种分类方法明确地说明了传感器的用途,给使用者提供了方便,容易根据测量对象来选择所需要的传感器,缺点是这种分类方法是将原理互不相同的传感器归为一类,很难找出每种传感器在转换机理上有何共性和差异,因此,对掌握传感器的一些基本原理及分析方法是不利的。因为同一种型式的传感器,如压电式传感器,它可以用来测量机械振动中的加速度、速度和振幅等,也可以用来测量冲击和力,但其工作原理是一样的。 这种分类方法把种类最多的物理量分为:基本量和派生量两大类.例如力可视为基本物理量,从力可派生出压力、重量,应力、力矩等派生物理量.当我们需要测量上述物理量时,只要采用力传感器就可以了。所以了解基本物理量和派生物理量的关系,对

于系统使用何种传感器是很有帮助的。 2、按工作(检测)原理分类 检测原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学效应和生物效应等机理。有电阻式、电容式、电感式、压电式、电磁式、磁阻式、光电式、压阻式、热电式、核辐射式、半导体式传感器等。 如根据变电阻原理,相应的有电位器式、应变片式、压阻式等传感器;如根据电磁感应原理,相应的有电感式、差压变送器、电涡流式、电磁式、磁阻式等传感器;如根据半导体有关理论,则相应的有半导体力敏、热敏、光敏、气敏、磁敏等固态传感器。 这种分类方法的优点是便于传感器专业工作者从原理与设计上作归纳性的分析研究,避免了传感器的名目过于繁多,故最常采用。缺点是用户选用传感器时会感到不够方便。 有时也常把用途和原理结合起来命名,如电感式位移传感器,压电式力传感器等,以避免传感器名目过于繁多. 3、按照传感器的结构参数在信号变换过程中是否发生变化可分为:

相关主题
相关文档
最新文档