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信息技術三大支柱常見七大傳感器全解

發布時間:2018-05-14 16:08:170次瀏覽

信息技術;器件;物理傳感器

我國國家標準(GB7665-2005)對傳感器的定義是:“能感受被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置”。傳感器作為信息獲取的重要手段,與通信技術和計算機技術共同構成信息技術的三大支柱。

下面主要為大家介紹下面七大傳感器。

傳感器一:物理傳感器

物理傳感器

物理傳感器是檢測物理量的傳感器。它是利用某些物理效應,把被測量的物理量轉化成為便于處理的能量形式的信號的裝置。其輸出的信號和輸入的信號有確定的關系。

<主要的物理傳感器>

光電式傳感器、壓電傳感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導纖維傳感器等。

<物理傳感器的分類方法>

按照其用途分類

壓力敏力敏傳感器、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。

按照其原理分類

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。

按照其輸出信號分類

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)。

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。

按照其材料分類

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最敏感的材料,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)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具體實施。

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密切關聯的。

<案例>

常用的光電式傳感器。這種傳感器把光信號轉換成為電信號,它直接檢測來自物體的輻射信息,也可以轉換其他物理量成為光信號。光電傳感器的原理是光電效應:當光照射到物質上的時候,物質上的電效應發生改變,這里的電效應包括電子發射、電導率和電位電流等。顯然,能夠容易產生這樣效應的器件成為光電式傳感器的主要部件,比如說光敏電阻。

這樣,我們知道了光電傳感器的主要工作流程就是接受相應的光的照射,通過類似光敏電阻這樣的器件把光能轉化成為電能,然后通過放大和去噪聲的處理,就得到了所需要的輸出的電信號。這里的輸出電信號和原始的光信號有一定的關系,通常是接近線性的關系,這樣計算原始的光信號就不是很復雜了。其它的物理傳感器的原理都可以類比于光電式傳感器。

物理傳感器的應用范圍是非常廣泛的,我們僅僅就生物醫學的角度來看看物理傳感器的應用情況,之后不難推測物理傳感器在其他的方面也有重要的應用。

比如血壓測量是醫學測量中的最為常規的一種。我們通常的血壓測量都是間接測量,通過體表檢測出來的血流和壓力之間的關系,從而測出脈管里的血壓值。測量血壓所需要的傳感器通常都包括一個彈性膜片,它將壓力信號轉變成為膜片的變形,然后再根據膜片的應變或位移轉換成為相應的電信號。在電信號的峰值處我們可以檢測出來收縮壓,在通過反相器和峰值檢測器后,種傳感器外形我們可以得到舒張壓,通過積分器就可以得到平均壓。

還有呼吸測量技術、體表溫度測量等都離不開物理傳感器的應用。

傳感器測量作為數據獲得的重要手段,是工業生產乃至家庭生活所必不可少的器件,而物理傳感器又是最普通的傳感器家族,靈活運用物理傳感器必然能夠創造出更多的產品,更好的效益。


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