約克儀器(上海)作者
hbzhan內容導讀:在現代產業出產尤其是自動化出產過程中,要用各種傳感器來監督和控制出產過程中的各個參數,使設備工作在正常狀態或*狀態,并使產品達到的質量。因此可以說,沒有眾多的優良的傳感器,現代化出產也就失去了基礎。
傳感器早已滲透滲出到諸如產業出產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以絕不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類:
傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術題目較多,例如可靠性題目,規模出產的可能性,價格題目等,解決了這類挫折,化學傳感器的應用將會有巨大增長。
常見傳感器的應用領域和工作原理列于下表。
1.按照其用途,傳感器可分類為:
壓力敏和力敏傳感器位置傳感器
液面傳感器能耗傳感器
速度傳感器加速度傳感器
射線輻射傳感器熱敏傳感器
24GHz雷達傳感器
2.按照其原理,傳感器可分類為:
振動傳感器濕敏傳感器
磁敏傳感器氣敏傳感器
真空度傳感器生物傳感器等。
以其輸出信號為尺度可將傳感器分為:
模擬傳感器——將被丈量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字傳感器——將被丈量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。
膺數字傳感器——將被丈量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。
開關傳感器——當一個被丈量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
在外界因素的作用下,所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用zui敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將傳感器分成下列幾類:
(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然后使它們能在傳感器技術中得到實際使用。
(2)探索新的材料,應用那些已知的現象、效應和反應來改進傳感器技術。
(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應,并在傳感器技術中加以詳細實施。
現代傳感器制造業的進展取決于用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發強度。傳感器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用緊密親密關系的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術的、能夠轉換能量形式的材料。
按照其制造工藝,可以將傳感器區分為:
集成傳感器;薄膜傳感器;厚膜傳感器;陶瓷傳感器
集成傳感器是用尺度的出產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部門電路也集成在統一芯片上。?
薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部門電路制造在此基板上。?
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用尺度的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)出產。
完成適當的準備性操縱之后,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有很多共同特性,在某些方面,可以以為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術都有自己的長處和不足。因為研究、開發和出產所需的資本投入較低,以及傳感器參數的高不亂性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較公道。
由此可見,傳感器技術在發展經濟、推動社會提高方面的重要作用,是十分顯著的。世界各國都十分正視這一領域的發展。相信不久的將來,傳感器技術將會泛起一個奔騰,達到與其重要地位相當的新水平。
傳感器早已滲透滲出到諸如產業出產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以絕不夸張地說,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復雜的工程系統,幾乎每一個現代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。
根據傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學傳感器二大類:
傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應,諸如壓電效應,磁致伸縮現象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些傳感器既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術題目較多,例如可靠性題目,規模出產的可能性,價格題目等,解決了這類挫折,化學傳感器的應用將會有巨大增長。
常見傳感器的應用領域和工作原理列于下表。
1.按照其用途,傳感器可分類為:
壓力敏和力敏傳感器位置傳感器
液面傳感器能耗傳感器
速度傳感器加速度傳感器
射線輻射傳感器熱敏傳感器
24GHz雷達傳感器
2.按照其原理,傳感器可分類為:
振動傳感器濕敏傳感器
磁敏傳感器氣敏傳感器
真空度傳感器生物傳感器等。
以其輸出信號為尺度可將傳感器分為:
模擬傳感器——將被丈量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字傳感器——將被丈量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。
膺數字傳感器——將被丈量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。
開關傳感器——當一個被丈量的信號達到某個特定的閾值時,傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
在外界因素的作用下,所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用zui敏感的材料,即那些具有功能特性的材料,被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將傳感器分成下列幾類:
(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然后使它們能在傳感器技術中得到實際使用。
(2)探索新的材料,應用那些已知的現象、效應和反應來改進傳感器技術。
(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應,并在傳感器技術中加以詳細實施。
現代傳感器制造業的進展取決于用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發強度。傳感器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用緊密親密關系的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術的、能夠轉換能量形式的材料。
按照其制造工藝,可以將傳感器區分為:
集成傳感器;薄膜傳感器;厚膜傳感器;陶瓷傳感器
集成傳感器是用尺度的出產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部門電路也集成在統一芯片上。?
薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部門電路制造在此基板上。?
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用尺度的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)出產。
完成適當的準備性操縱之后,已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有很多共同特性,在某些方面,可以以為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術都有自己的長處和不足。因為研究、開發和出產所需的資本投入較低,以及傳感器參數的高不亂性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較公道。
由此可見,傳感器技術在發展經濟、推動社會提高方面的重要作用,是十分顯著的。世界各國都十分正視這一領域的發展。相信不久的將來,傳感器技術將會泛起一個奔騰,達到與其重要地位相當的新水平。
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