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可以用不同的觀點對傳感器進行分類:它們的轉換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應);它們的用途;它們的輸出信號類型以及製作它們的材料和工藝等。
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係的傳感器,被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
youxiechuanganqijibunenghuafendaowulilei,yebunenghuafenweihuaxuelei。daduoshuchuanganqishiyiwuliyuanliweijichuyunzuode。huaxuechuanganqijishuwentijiaoduo,lirukekaoxingwenti,guimoshengchandekenengxing,jiagewentideng,jiejuelezheleinanti,huaxuechuanganqideyingyongjianghuiyoujudazengchang。
常見傳感器的應用領域和工作原理列於表1.1。
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 液麵傳感器 能耗傳感器 速度傳感器 熱敏傳感器 加速度傳感器 射線輻射傳感器 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。
以其輸出信號為標準可將傳感器分為:
模擬傳感器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字傳感器——將被測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——將被測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——當一個被測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(ju)有(you)特(te)征(zheng)性(xing)的(de)反(fan)應(ying)。它(ta)們(men)中(zhong)的(de)那(na)些(xie)對(dui)外(wai)界(jie)作(zuo)用(yong)最(zui)敏(min)感(gan)的(de)材(cai)料(liao),即(ji)那(na)些(xie)具(ju)有(you)功(gong)能(neng)特(te)性(xing)的(de)材(cai)料(liao),被(bei)用(yong)來(lai)製(zhi)作(zuo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)。從(cong)所(suo)應(ying)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)觀(guan)點(dian)出(chu)發(fa)可(ke)將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)分(fen)成(cheng)下(xia)列(lie)幾(ji)類(lei):
(1)按照其所用材料的類別分 金屬 聚合物 陶瓷 混合物 (2)按材料的物理性質分 導體 絕緣體 半導體 磁性材料 (3)按材料的晶體結構分 單晶 多晶 非晶材料
與采用新材料緊密相關的傳感器開發工作,可以歸納為下述三個方向:
(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應,然後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,並在傳感器技術中加以具體實施。
現(xian)代(dai)傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)進(jin)展(zhan)取(qu)決(jue)於(yu)用(yong)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)的(de)新(xin)材(cai)料(liao)和(he)敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)的(de)開(kai)發(fa)強(qiang)度(du)。傳(chuan)感(gan)器(qi)開(kai)發(fa)的(de)基(ji)本(ben)趨(qu)勢(shi)是(shi)和(he)半(ban)導(dao)體(ti)以(yi)及(ji)介(jie)質(zhi)材(cai)料(liao)的(de)應(ying)用(yong)密(mi)切(qie)關(guan)聯(lian)的(de)。表(biao)1.2中給出了一些可用於傳感器技術的、能夠轉換能量形式的材料。
按照其製造工藝,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
集成傳感器是用標準的生產矽基半導體集成電路的工藝技術製造的。通常還將用於初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。
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,同樣可將部分電路製造在此基板上。
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料,塗覆在陶瓷基片上製成的,基片通常是Al2O3製成的,然後進行熱處理,使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。
完(wan)成(cheng)適(shi)當(dang)的(de)預(yu)備(bei)性(xing)操(cao)作(zuo)之(zhi)後(hou),已(yi)成(cheng)形(xing)的(de)元(yuan)件(jian)在(zai)高(gao)溫(wen)中(zhong)進(jin)行(xing)燒(shao)結(jie)。厚(hou)膜(mo)和(he)陶(tao)瓷(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)這(zhe)二(er)種(zhong)工(gong)藝(yi)之(zhi)間(jian)有(you)許(xu)多(duo)共(gong)同(tong)特(te)性(xing),在(zai)某(mou)些(xie)方(fang)麵(mian),可(ke)以(yi)認(ren)為(wei)厚(hou)膜(mo)工(gong)藝(yi)是(shi)陶(tao)瓷(ci)工(gong)藝(yi)的(de)一(yi)種(zhong)變(bian)型(xing)。
每種工藝技術都有自已的優點和不足。由於研究、開發和生產所需的資本投入較低,以及傳感器參數的高穩定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
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