传感器

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传感器概述

传感器概述


dy(t ) y(t ) x(t ) dt
1.2 传感器的一般特性
(1)一阶传感器的单位阶跃响应
一阶传感器单位阶跃响应的通式:

dy(t ) y(t ) x(t ) dt
式中 x(t ) 、 (t ) 分别为传感器的输入量和输出 y 量,均是时间的函数,表征传感器的时间常数, 具有时间“秒”的量纲。 一阶传感器的传递函数:
1.1 基本概念
附:传感器组成示意图
敏感元件的输出作 为转换元件的输入
被测量
敏感 元件
转换 元件
转换 电路
电量
直接感受被测量
转化为电量参数
传感器组成示意图
1.1 基本概念
1.1.3 传感器的分类
物质定律如虎克定律 F = k x主要由物 质的性质决定
按工作机理分类 可分为物理型、化学型、生物型 按构成原理又分为:结构型、物性型和复合型三大类 无源传感器 按能量的转换分类 场的定律,如电场、磁场、物质场主 要由其结构参数决定 可分为能量控制型和能量转换型 按输入量分类 有源传感器 常用的有机、光、电和化学等传感器 按输出信号的性质分类 可分为模拟式传感器和数字式传感器
1.2 传感器的一般特性
以动态测温的问题为例说明传感器动态特性。 在被测温度随时间变化或传感器突然插入被测 介质中以及传感器以扫描方式测量某温度场的 温度分布等情况下,都存在动态测温问题,如 图所示:
动态测温
1.2 传感器的一般特性
传感器的种类和形式很多,但它们一般可以 简化为一阶或二阶系统。 高阶可以分解成若干个低阶环节。 对于正弦输入信号,传感器的响应称为频率 响应或稳态响应;对于阶跃输入信号,则称 为传感器的阶跃响应或瞬态响应。

《传感器介绍》课件

《传感器介绍》课件

压力传感器
用于测量液体或气体的压力, 广泛应用于汽车、工业和医疗 设备。
光线传感器
测量光的强度和光谱,用于照 明、自动化和电子设备。
位置传感器
检测物体的位置和运动,用于 机器人、船舶和航空航天领域。
传感器如何工作?
1
传感器的基本原理
传感器利用物理、化学或其他原理感知并测量外部量,如电阻、电流或频率。
什么是传感器?
传感器是一种能够感知并测量外部物理量、化学量或其他特定信息的器件。 它们可靠地将这些信息转换为与之相关的电信号或数字信号,用于监测、控 制和应用。
传感器的应用
温度传感器
用于监测和控制温度,广泛应 用于工业、医疗和家居领域。
湿度传感器
测量空气中的湿度,用于气象、 农业和建筑领域的监测和控制。
1 传感器的作用
2 传感器的应用
传感器起着感知和测量外部信息的关键作用, 为现实世界与数字世界的交互提供基础。
传感器应用广泛,涵盖温度、湿度、压力、 光线等多个领域,为各行各业提供关键数据。
3 传感器的原理
传感器基于不同的物理或化学原理工作,将 外部信息转换为电信号或数字信号。
4 传感器的未来
传感器的发展将继续创新和突破,促进科技 和社会的进步与发展。
传感器的未来发展
传感器的发展趋势
新型传感器技术的出现,如纳 米传感器和柔性传感器,将拓 展传感器应用的边界。
传感器的应用前景
智能城市、医疗健康、工业自 动化等领域将成为传感器应用 的重点开发方向。
传感器的未来发展方向
传感器将更加小型化、智能化, 并融合其他技术,实现更广泛 的应用和更高的性能。
总结
Байду номын сангаас

常见传感器及工作原理

常见传感器及工作原理

常见传感器及工作原理传感器是现代科技中不可或缺的一部分,它们负责将物理量转换成电信号或其他可以被处理的形式,从而实现对环境变化的感知和监测。

以下是一些常见传感器及其工作原理的介绍。

1. 温度传感器温度传感器是用来测量环境温度的设备。

它们可以基于不同的工作原理来实现。

其中一种常见的工作原理是热敏电阻。

热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,通过测量电阻值的变化来确定温度。

还有一种常见的工作原理是热电偶。

热电偶利用两种不同金属的热电效应产生电势差,通过测量电势差来确定温度。

2. 湿度传感器湿度传感器用于测量环境的湿度水分含量。

一种常见的湿度传感器是电容式湿度传感器。

它利用物质在不同湿度下的电容变化来测量湿度。

当空气中的湿度增加时,电容值也会增加。

另一种常见的湿度传感器是电阻式湿度传感器。

它利用湿度对电阻值的影响来测量湿度。

3. 光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度。

一种常见的光照传感器是光敏电阻。

光敏电阻的电阻值随光照强度的变化而变化,通过测量电阻值的变化来确定光照强度。

另一种常见的光照传感器是光电二极管。

光电二极管利用光的能量来产生电流,通过测量电流的变化来确定光照强度。

4. 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。

一种常见的气体传感器是电化学传感器。

电化学传感器利用气体与电极之间的化学反应来测量气体浓度。

不同的气体会引起不同的化学反应,从而产生不同的电流信号。

另一种常见的气体传感器是光学传感器。

光学传感器利用气体对特定波长的光的吸收程度来测量气体浓度。

5. 压力传感器压力传感器用于测量环境中的压力变化。

一种常见的压力传感器是压阻式传感器。

压阻式传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力变化。

当受到压力时,电阻值会发生变化。

另一种常见的压力传感器是压电传感器。

压电传感器利用压力对压电材料的形变产生电荷来测量压力变化。

以上是一些常见传感器及其工作原理的简介。

传感器的应用范围非常广泛,从工业生产到家庭生活都离不开它们。

传感器种类大全

传感器种类大全

传感器种类大全一、光学传感器光学传感器利用光的特性来探测物体的性质或运动。

典型的光学传感器包括光电二极管(photodiode)、光电晶体管(phototransistor)、激光传感器等。

二、压力传感器压力传感器可以测量物体受力的压力大小,常用于工业控制、医疗设备等领域。

常见的压力传感器包括压阻式传感器、电容式传感器、压电传感器等。

三、温度传感器温度传感器用于测量物体的温度,广泛应用于恒温控制、气象观测等领域。

常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、红外线温度传感器等。

四、湿度传感器湿度传感器用于测量空气或物体中的湿度水分含量,对于农业、气象等领域有重要作用。

典型的湿度传感器有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。

五、加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度和振动情况,广泛应用于运动检测、车辆安全等领域。

常见的加速度传感器有压电式传感器、MEMS加速度传感器等。

六、液位传感器液位传感器可以用于测量液体或粉体物料的液位高度,常见于工业控制、化工等领域。

典型的液位传感器有浮子式传感器、电容式传感器、超声波液位传感器等。

七、位置传感器位置传感器用于测量物体的位置或运动信息,适用于机器人、GPS导航等领域。

常见的位置传感器有编码器、光电开关、GPS接收机等。

八、气体传感器气体传感器可以检测环境中各种气体的浓度,常用于空气质量监测、工业安全等领域。

典型的气体传感器包括气体探测器、电化学传感器、红外吸收传感器等。

九、力传感器力传感器可用于测量物体受力大小,广泛应用于起重机、材料测试等领域。

常见的力传感器包括应变式传感器、压力传感器等。

十、声音传感器声音传感器用于检测环境中的声音波动,常见于语音识别、安防监控等场景。

典型的声音传感器有麦克风传感器、声卡传感器等。

以上便是一些常见的传感器种类,它们在不同领域发挥着重要作用,推动着科技的不断进步。

名词解释传感器

名词解释传感器

名词解释传感器传感器是一种可以检测到一定范围内外部信号、环境及机体内部状态信号的装置,并将其转换成有意义的信号输出。

在不同的领域,传感器又有不同的名称。

例如,生理传感器也被称为生理感应器或生化感应器,测量物理量的传感器又叫物理传感器或物理变送器,检测声音和电信号的传感器又叫声音电气传感器或声音变送器。

传感器可以分为三大类:物理传感器、生理传感器和化学传感器。

物理传感器是指能够检测物理参量,如温度、湿度、压力、流量和光线等物理量的传感器。

生理传感器是指能够检测身体内部信号的传感器,如血氧饱和度、血压、心电图和脑电图等生理量的传感器。

化学传感器是指能够检测外部环境的化学参量的传感器,如气体浓度和含硫量等化学参量的传感器。

传感器本质上是信息转换器,能够将被测物理量、生理量或化学量,由物理参量转换为有意义的电学信号,并输出给控制器或显示系统进行处理,以实现对外部信息、环境及机体内部状态的检测和控制。

传感器可以根据用途分为两大类:检测型传感器和控制型传感器。

检测型传感器是指能够检测到某种信号的传感器,它们能够输出一定的电学信号,以满足控制系统对信号的要求;控制型传感器是指能够控制外部环境的传感器,它们能够根据检测到的信号,对外部环境施加一定的控制,以实现需要的目的。

传感器可以穿戴,也可以安装在微型电子设备中,能够在一定范围内检测到信号、环境及机体内部状态,并将其转换成有意义的信号输出。

由于它具有小型、节能、准确度高等优势,传感器在工业自动化、汽车科技、航空航天科技、生物技术、医疗健康、物联网、机器人等领域都有广泛的应用,它们不仅能够大大提高设备的工作效率,还能保证设备运行的稳定性和安全性。

目前,随着技术进步,人们正在开发更先进的传感器,以满足不断发展的科技对更多信号和环境的检测需求。

例如,高灵敏度传感器、节能传感器、多功能传感器、高速传感器等都在不断涌现,未来的传感器将有可能更加智能、功能更强大。

综上所述,传感器是一种可以检测到外部信号、环境及机体内部状态信号的装置,它们能够将被测物理量、生理量或化学量,由物理参量转换为有意义的电学信号,实现对外部信息、环境及机体内部状态的检测和控制。

传感器分类及20种常见传感器

传感器分类及20种常见传感器

传感器分类及20种常见传感器目录1.常用传感器的分类 (1)1.1.按被测物理量分类 (1)1.2.按工作的物理基础分类 (2)2. 20种常见的传感器 (2)2. 1. 温度传感器(TemPeratUreSenSor): (2)2. 2. 湿度传感器(HUmidity Sensor) : (2)2. 3. 光敏传感器(Light Sensor): (2)2. 4. 声音传感器(SoUnd Sensor) : (3)2. 5. 压力传感器(PreSSUre Sensor): (3)2. 6. 位移传感器(PoSition Sensor): (3)2. 7.加速度传感器(ACCelerometer): (3)2. 8. 磁感应传感器(MagnetiC Sensor) : (4)2. 9. 接近传感器(ProXirnity Sensor) : (4)2. 10. 电容传感器(CaPaCitiVe Sensor): (4)2. 11. 气体传感器(GaSSenSor): (5)2. 12. 颜色传感器(ColOrSenSor): (6)2. 13. 生物传感器(BiOIogiCaISenSor): (7)2. 14. 速度传感器(SPeedSenSor): (8)2. 15. 重量传感器(WeightSenSor): (9)2. 16. 红外传感器(InfraredSenSor): (9)2. 17. 压敏传感器(PreSSUre-SenSitiVeSenSOr): (10)2. 18.射频识别传感器(RFlD): (11)2. 19. 光电传感器(PhotOdeteCtOr): (13)2. 20.位角传感器(AngUIar Position Sensor): (14)1.常用传感器的分类Ll.按被测物理量分类机械量:长度、厚度、位移、速度、加速度、转数、质量,重量、力、压力、力矩;声:声压、噪声;温度:温度、热量、比热;磁:磁通、磁场;光:亮度、色彩。

30种常见传感器模块简介及工作原理

30种常见传感器模块简介及工作原理传感器是物理、化学或生物特性转换成可测量信号的设备。

它们在各个领域中起着重要的作用,从智能家居到工业自动化,从医疗设备到汽车技术。

本文将介绍30种常见的传感器模块及它们的工作原理。

1. 温度传感器:温度传感器是测量环境温度的常见传感器。

它们根据温度的影响来改变电阻、电压或电流。

2. 湿度传感器:湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量。

根据湿度的变化,传感器可能改变电阻、电容或输出电压。

3. 压力传感器:压力传感器用于测量液体或气体的压力。

它们可以转换压力为电阻、电流或电压的变化。

4. 光敏传感器:光敏传感器用于测量光照强度。

它们的响应基于光线与其敏感部件之间的相互作用。

5. 加速度传感器:加速度传感器用于测量物体的加速度或振动。

它们可以检测线性或旋转运动,并将其转换为电压或数字信号。

6. 接近传感器:接近传感器用于检测物体与传感器之间的距离。

它们可以使用电磁、超声波或红外线等技术来实现。

7. 声音传感器:声音传感器用于检测环境中的声音级别或频谱。

它们可以将声波转换为电信号以进行进一步的处理。

8. 姿势传感器:姿势传感器用于检测物体的倾斜、角度或方向。

它们可以使用陀螺仪、加速度计等技术来实现。

9. 指纹传感器:指纹传感器用于检测和识别人体指纹。

它们通过分析指纹的纹理和特征来实现身份验证。

10. 光电传感器:光电传感器使用光电效应或光电测量原理进行工作。

它们通常用于检测物体的存在、颜色或距离。

11. 气体传感器:气体传感器用于检测和测量空气中的气体浓度。

它们可以用于检测有害气体、燃气泄漏等。

12. 液位传感器:液位传感器用于测量液体的高度或压力。

它们可以使用压力、浮球或电容等技术来检测液位变化。

13. 磁场传感器:磁场传感器用于测量、检测和方向磁场强度。

它们通常用于指南针、地磁测量等应用。

14. 触摸传感器:触摸传感器用于检测触摸或接近物体。

它们可以使用电容、电感或红外线等技术来实现。

介绍传感器

介绍传感器传感器是一种能够感知、测量或检测物理量或环境条件的设备或装置。

传感器通常将物理现象转换成电信号或其他可量化的形式,以便进行数据分析、控制系统或自动化过程。

传感器在各个领域都有广泛的应用,包括工业、医疗、军事、环境监测、汽车、消费电子和通信等。

以下是一些常见类型的传感器及其应用:1.温度传感器:测量温度,常用于气象站、热管理系统、医疗设备和食品加工等领域。

2.湿度传感器:测量空气中的湿度水平,广泛应用于气象学、温室农业、室内空气质量监测等。

3.光敏传感器:检测光线强度,用于自动照明系统、摄像机、光电子器件和太阳能应用。

4.压力传感器:测量气体或液体的压力,用于汽车制动系统、医疗监测、工业流体控制等。

5.加速度传感器:测量物体的加速度或震动,用于智能手机、汽车安全系统和航空航天。

6.磁场传感器:测量磁场强度,应用于指南针、磁导航、磁共振成像和电子罗盘等。

7.声音传感器:检测声音或声压级,用于音频录制、噪声监测、语音识别和超声波成像。

8.气体传感器:测量空气中特定气体的浓度,应用于煤气检测、环境监测和空气质量控制。

9.生物传感器:用于检测生物分子、细胞或生理参数,用于医疗诊断、生物研究和药物开发。

10.运动传感器:检测物体的运动,应用于游戏控制、体育追踪和虚拟现实。

11.图像传感器:用于捕捉图像和视频,广泛应用于数码相机、摄像机、智能监控和机器视觉。

12.激光传感器:利用激光技术进行距离测量、3D扫描和位置感知。

传感器的发展和创新不断推动着科学和工程领域的进步,它们在日常生活中也起到了关键作用,使我们能够更好地理解和控制我们周围的环境。

随着物联网(IoT)的兴起,传感器的应用将进一步扩展,将不同领域的数据和信息连接起来,实现更智能的系统和应用。

传感器原理及应用

传感器原理及应用传感器是一种能够将物理量转换为电信号的设备,其原理是通过感知周围环境中的变化,从而能够实现对物体、气体等的检测、测量和控制。

传感器广泛应用于各个领域,比如工业自动化、交通运输、环境监测、医疗健康等。

本文将着重介绍传感器的原理和应用。

传感器的原理主要基于以下几种方法。

一、电阻变化原理传感器通过测量电阻的变化来感知环境的变化。

例如,温度传感器可以通过测量电阻的变化来获取环境的温度。

当温度发生变化时,电阻值也会相应变化,通过测量电阻的变化就可以推算出温度的变化。

这种原理同样适用于光电传感器、湿度传感器等。

二、压力变化原理传感器通过测量被测物体所受到的压力变化来获取物体的信息。

例如,压力传感器可以通过测量被测物体所受到的压力变化来获得力的大小。

当外力作用于被测物体时,被测物体产生变形,压力传感器就可以通过测量被测物体的变形程度来获得力的大小。

三、电磁感应原理传感器通过电磁感应原理来感知环境的变化。

例如,磁力传感器可以通过感应磁场的强度来检测磁场的变化。

当磁场发生变化时,磁力传感器感应到的磁场强度也会相应变化,通过测量感应到的磁场强度的变化就可以推算出磁场的变化。

四、声波传播原理传感器利用声波的传播特性来感知环境的变化。

例如,超声波传感器可以通过发射超声波,并接收回波来获得物体与传感器之间的距离。

物体与传感器之间的距离越远,回波所需时间就越长,通过测量回波的时间就可以推算出物体与传感器之间的距离。

传感器在各个领域有广泛的应用。

在工业自动化领域,传感器用于监测和测量生产过程中的各种参数。

例如,温度传感器和压力传感器被广泛应用于化工、冶金等行业,用于监测和控制工艺中的温度和压力,从而确保生产过程的安全和质量。

在交通运输领域,传感器被用于实现智能交通系统。

例如,车辆探测器可以通过感应车辆经过的时间和速度,来获取道路上的交通流量和车速信息,为交通管理提供参考依据,提高道路利用效率。

在环境监测领域,传感器被用于监测大气污染、水质污染等环境因素。

传感器工作原理分类

传感器工作原理分类
传感器是一种能够感知和测量环境或对象特征的设备。

根据传感器的工作原理不同,可以将其分为以下几类。

1. 光学传感器:利用光的特性进行测量,如光电二极管、光敏电阻、光电管等。

2. 声学传感器:通过声波的传播和反射来测量参数,包括麦克风、声纳传感器等。

3. 电磁传感器:通过电磁波的相互作用进行测量,例如磁敏电阻、电感传感器等。

4. 温度传感器:用于测量温度变化的设备,包括热敏电阻、热电偶、红外线传感器等。

5. 压力传感器:用于测量压力或力的大小,如压阻式传感器、压电传感器等。

6. 湿度传感器:用于测量空气的湿度水分含量,如湿敏电阻、电导湿度传感器等。

7. 位移传感器:测量物体的位移或位置信息,例如光电编码器、霍尔传感器等。

8. 加速度传感器:测量物体的加速度或振动,包括压电加速度传感器、微机械加速度传感器等。

9. 流量传感器:用于测量流体的流量,如电磁流量计、质量流量计等。

10. 化学传感器:用于检测和测量化学物质的浓度或反应,如气体传感器、pH传感器等。

这些分类只是对传感器工作原理进行大致归类,并不是详尽无遗,实际上还有很多其他类型的传感器。

每种传感器都有其特定的工作原理和应用范围,在不同领域都有广泛的应用。

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传感器及其原理
高二二十班
鲍瑞伽
什么叫传感器?
•从广义上讲,传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置;简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。

所以它由敏感元器件(感知元件)和转换器件两部分组成,有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号,本身就构成传感器。

敏感元器件品种繁多,就其感知外界信息的原理来讲,可分为①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

②化学类,基于化学反应的原理。

③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
一温度传感器及热敏元件
•温度传感器主要由热敏元件组成。

热敏元件品种教多,市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。

以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛,这是因为在元件允许工作条件范围内,半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点,而且制造工艺简单、价格低廉。

1.半导体热敏电阻的工作原理
•按温度特性热敏电阻可分为两类,随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻,反之为负温度系数热敏电阻。

•⑴正温度系数热敏电阻的工作原理
•此种热敏电阻以钛酸钡(BaTio3)为基本材料,再掺入适量的稀土元素,利用陶瓷工艺高温烧结尔成。

纯钛酸钡是一种绝缘材料,但掺入适量的稀土元素如镧(La)和铌(Nb)等以后,变成了半导体材料,被称半导体化钛酸钡。

它是一种多晶体材料,晶粒之间存在着晶粒界面,对于导电电子而言,晶粒间界面相当于一个位垒。

当温度低时,由于半导体化钛酸钡内电场的作用,导电电子可以很容易越过位垒,所以电阻值较小;当温度升高到居里点温度(即临界温度,此元件的‘温度控制点’一般钛酸钡的居里点为120℃)时,内电场受到破坏,不能帮助导电电子越过位垒,所以表现为电阻值的急剧增加。

因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢,具有恒温、调温和自动控温的功能,只发热,不发红,无明火,不易燃烧,电压交、直流3~440V均可,使用寿命长,非常适用于电动机等电器装置的过热探测。

•。

⑵负温度系数热敏电阻的工作原理
负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺制造而成。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质,完全类似于锗、硅晶体材料,体内的载流子(电子和空穴)数目少,电阻较高;温度升高,体内载流子数目增加,自然电阻值降低。

负温度系数热敏电阻类型很多,使用区分低温(-60~300℃)、中温(300~600℃)、高温(>600℃)三种,有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点,广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路,如冰箱、空调、温室等的温控系统。

•热敏电阻与简单的放大电路结合,就可检测千分之一度的温度变化,所以和电子仪表组成测温计,能完成高精度的温度测量。

普通用途热敏电阻工作温度为-55℃~+315℃,特殊低温热敏电阻的工作温度低于-55℃,可达-273℃。

二光传感器及光敏元件
•光传感器主要由光敏元件组成。

目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。

市场出售的有光敏电阻器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。

1.光敏电阻器
•光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成,因半导体
光电晶体成分不同,又分为可见光光敏电阻(硫化镉晶体)、红外光光敏电阻(砷化镓晶体)、和紫外光光敏电阻(硫化锌晶体)。

当敏感波长的光照半导体光电晶体表面,晶体内载流子增加,使其电导率增加(即电阻减小)。

2 光电二极管
•和普通二极管相比,除它的管芯也是一个PN结、具有单向导电性能外,其他均差异很大。

首先管芯内的PN结结深比较浅(小于1微米),以提高光电转换能力;第二PN 结面积比较大,电极面积则很小,以有利于光敏面多收集光线;第三光电二极管在外观上都有一个用有机玻璃透镜密封、能汇聚光线于光敏面的“窗口”;所以光电二极管的灵敏度和响应时间远远优于光敏电阻。

三气敏传感器及气敏元件
•由于气体与人类的日常生活密切相关,对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段,气敏传感器发挥着极其重要的作用。

例如生活环境中的一氧化碳浓度达0.8~1.15 ml/L时,就会出现呼吸急促,脉搏加快,甚至晕厥等状态,达1.84ml/L时则有在几分钟内死亡的危险,因此对一氧化碳检测必须快而准。

利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料,通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒,并以此为基体掺杂一定催化剂,经适当烧结工艺进行表面修饰,制成旁热式烧结型CO敏感元件,能够探测0.005%~
0.5%范围的CO气体。

还有许多易爆可燃气体、酒精气体、汽车尾气等有毒
气体的进行探测的传感器。

常用的主要有接触燃烧式气体传感器、电化学气敏传感器和半导体气敏传感器等。

接触燃烧式气体传感器的检测元件一般为铂金属丝(也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层),使用时对铂丝通以电流,保持300℃~400℃的高温,此时若与可燃性气体接触,可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧,因此铂丝的温度会上升,铂丝的电阻值也上升;通过测量铂丝的电阻值变化的大小,就知道可燃性气体的浓度。

电化学气敏传感器一般利用液体(或固体、有机凝胶等)电解质,其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流,也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。

半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点,应用极其广泛;
•半导体气敏元件有N型和P型之分。

N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小;P型阻值随气体浓度的增大而增大。

象SnO2金属氧化物半导体气敏材料,属于N型半导体,
在200~300℃温度它吸附空气中的氧,形成氧的负离子
吸附,使半导体中的电子密度减少,从而使其电阻值增加。

当遇到有能供给电子的可燃气体(如CO等)时,原来吸
附的氧脱附,而由可燃气体以正离子状态吸附在金属氧化物半导体表面;氧脱附放出电子,可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子,从而使氧化物半导体导带电子密度增加,电阻值下降。

可燃性气体不存在了,金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附,使电阻值升高到初始状态。

这就是半导体气敏元件检测可燃气体的基本原理。

•四力敏传感器和力敏元件
•力敏传感器的种类甚多,传统的测量方法是利用弹性材料的形变和位移来表示。

随着微电子技术的发展,利用半导体材料的压阻效应(即对其某一方向施加压力,其电阻率就发生变化)和良好的弹性,已经研制出体积小、重量轻、灵敏度高的力敏传感器,广泛用于压力、加速度等物理力学量的测量。


•五磁敏传感器和磁敏元件
•目前磁敏元件有霍尔器件(基于霍尔效应)、磁阻器件(基于磁阻效应:外加磁场使半导体的电阻随磁场的增大而增加。

)、磁敏二极管和三极管等。

以磁敏元件为基础的磁敏传感器在一些电、磁学量和力学量的测量中广泛应用。

小结
•在一定意义上传感器与人的感官有对应的关系,其感知能力已远超过人的感官。

例如利用目标自身红外辐射进行观察的红外成像系统(夜像仪),黑夜中可1000米发现人,2000米发现车辆;热像仪的核心部件是红外传感器。

1991年海湾战争中,伊拉克的坦克配置的夜视仪探测距离仅800米,还不及美英联军的一半,黑暗中被打得惨败是必然的。

目前世界各国都将传感器技术列为优先发展的高新技术的重点。

为了大幅度提供传感器的性能,将不断采用新结构、新材料和新工艺,向小型化、集成化和智能的方向发展。

•。

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