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传感器的分类原理与特性

作者:admin时间:2022-06-13浏览次数:754次


  传感器(transducer/sensor)是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)的装置或器件。它是实现自动检测和自动控制的基础。


  一、传感器的分类

  1.按工作原理分类

  传感器根据工作原理可分为物理传感器和化学传感器两大类。其中,物理传感器应用的是物理原理,诸如压电效应、磁致伸缩现象以及热电、光电、磁电、离化、极化等原理。化学传感器应用的是化学吸附、电化学反应原理,被测信号量的微小变化会被转换成电信号。目前,大多数传感器是以物理原理为基础运作的。随着技术的发展和成本的降低,化学传感器将会得到更广泛的应用。2.按用途分类

  传感器按用途可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、湿敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。目前,常见的是热敏传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、速度传感器等。

  3.按构成材料分类

  传感器按构成材料的类别可分为金属传感器、聚合物传感器、陶瓷传感器、混合物传感器,按材料的物理性质传感器可分为导体传感器、绝缘体传感器、半导体传感器、磁性材料传感器,按材料的晶体结构传感器分为单晶传感器、多晶传感器、非晶材料传感器。

  4.按制造工艺分类

  传感器按制造工艺可分为集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器。常见的传感器是集成传感器、陶瓷传感器和厚膜传感器。

  二、传感器的特性

  1.传感器的静态特性

  传感器的静态特性是指传感器输入静态信号后,传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。传感器静态特性主要包括线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等参数。

  (1)灵敏度

  灵敏度是指传感器在稳态工作情况下,输出量变化Δy 对输入量变化Δx 的比值。它是输入—输出特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间呈线性关系,则灵敏度是一个常数;否则,它将随输入量的变化而变化。

  (2)分辨力

  分辨力是指传感器可能感受到的被测量zui小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化,当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的zui大变化值作为衡量分辨力的指标。

  2.传感器的动态特性

  所谓动态特性是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。


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