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传感器的定义和科学分类

2014-01-06 sensor 1164

信息技术己成为当今全球性的战略技术,作为各位信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件—传感器,己成为各个应用领域,特别是自动检测、自动控制系统和时下正火的物联网、车联网系统中不可或缺的核心部件。

传感器(Transducer/Sensor)在中国国家标准(GB7665-1987)中的定义是:“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置”。传感器一般是由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成,传感器是知识密集、技术密集的器件,与许多学科有关,种类繁多。

目前传感器的分类方法主要有以下几种:

一、按传感器的工作原理,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。

二、按传感器的构成原理,可分为结构型传感器和物性型传感器两大类。

结构型传感器是基于物理学中场的定律构成,包括动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等,这类传感器的特点是传感器的工作原理是以传感器中元件相对位置变化引起场的变化为基础,而不是以材料特性变化为基础。

物性型传感器是基于物质定律构成的,如虎克定律、欧姆定律等,因些物性型传感器的性能随材料的不同而异,如光电传感器就是物性型传感器,它利用了物质法则中的外光电效应,其特性与涂覆在电极上的材料有着密切关系,所有的半导体传感器及所有利用各种环境变化引起的金属、半导体、陶瓷、合金等性能变化的传感器,都属于物性型传感器。

三、根据传感器的能量转换情况,可分为能量控制型和能量转换器两大类。

能量控制型传感器,在信息变换过程中,需要外部电源供给能量,如电阻、电容等电路参量传感器,基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。

能量转换型传感器,主要由能量变换元件构成,不需要外部电源,如基于压电效应、热电效应,光电动势效应等的传感器就属于此类传感器。

四、按物理原理分,1、传感器可分为电参量式传感器,包括电阻式、电感式、电容式三个基本型式。2、磁电式传感器,包括磁电感应式、霍尔式、磁删式等。3、压电式传感器。4、光电式传感器。5、气电式传感器。6、热电式传感器。7、波式传感器,包括超声波式、微波式等。8、射线式传感器。9、半导体式传感器

五、按传感器的用途来分,可分为位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等。另外根据传感器的输出信号又可分为模拟传感器和数字传感器,根据转换过程又可分为可逆传感器和单向传感器,随着传感器技术的发展又有了集成传感器和智能传感器之分。

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