傳感器技術

Author： PbootCMS開發版PRO Time：2023-02-17 16:41:32 Read：2229

定義：

傳感器是指能感受規定的被測量（liàng），並按照一定的規律轉（zhuǎn）換成可用輸出信號的器件或裝置。 我國（guó）國（guó）家標準（GB7665-2005）對傳感器的（de）定義是：“能（néng）感受被測量並按照一定的規律轉換成可用輸出信（xìn）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（xìn）息技術的三大支柱。

 

作用：

利用物理（lǐ）效應、化學效應、生物效應，把被（bèi）測的物理量、化學量、生物量等轉換（huàn）成符合需要的電量。

 

簡介：

傳感器是能（néng）夠感受規定的被測量並（bìng）按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置的總

稱（chēng）.通常被測量是非（fēi）電物理量，輸（shū）出信號一般為電量（liàng）.當今世界正麵臨一場新（xīn）的（de）技術（shù）革（gé）命，這場革命的主要基礎是信息技術，而傳感器技術被認為是信（xìn）息技術三大支柱之一.一些發（fā）達（dá）國家（jiā）都把（bǎ）傳感器技（jì）術（shù）列為與通信（xìn）技術和計算機技術同等位（wèi）置.隨著現（xiàn）代科學發展，傳感技術作為一種與現代（dài）科學密切相關的新興學（xué）科也得到迅速的發展（zhǎn），並且在工業自（zì）動化（huà）測量和檢測技術、航天（tiān）技術軍事工程、醫（yī）療診（zhěn）斷等（děng）學科被越來（lái）越廣泛地利用，同時對各學（xué）科發展還有促進作用。

目前在（zài）全世界有6000多家公司生產傳感器，品種多達上萬種.美國（guó）把80年代看作是傳感器時代，日本把傳感器列為80年代到2000年（nián）重（chóng）大科技開發項目.我國把傳（chuán）感器列為“十（shí）五”計劃重點科技研究發展（zhǎn）項目之一。 

 

發展曆程：

傳感技術大體可（kě）分3代，第1代是結構型傳感器.它利用結構參量變化（huà）來感受和轉化信號。例如:電阻應變式傳感器，它是（shì）利用金屬材料發生彈性（xìng）形變時電阻的變化來轉（zhuǎn）化電信號的（de）。

第2代傳感器是70年代開始發展起來的（de）固體傳感器，這種傳感器由半導體、電介質（zhì）、磁性材料等固體元件構（gòu）成，是利用材料某些特性製成的.如:利用（yòng）熱（rè）電效應、霍爾效應、光敏效應，分（fèn）別製（zhì）成（chéng）熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。

70年代（dài）後期，隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展，出現集成傳感（gǎn）器.集（jí）成傳感器包括2種類型:傳感器本（běn）身的集成化和傳感器與後續電路的集成化.例如:電荷藕合器件(CCD)，集成溫度傳感器AD590集成（chéng）霍爾傳感器UGN3501等.這類傳感器主要具有成本低、可靠性高（gāo）性能好、接口靈活等特點集成傳感器發展非常迅速，現已占傳感器市場的2/3左右，它正向著低（dī）價格、多功能和係列化方向發展。

第3代傳感器是80年代剛剛發展起來的智能傳感器.所謂智能傳感器是指其對外界信息具（jù）有一（yī）定（dìng）檢測、自診斷、數據處（chù）理（lǐ）以及自適應能力，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。80年（nián）代智能化測量主要以微處理器為核心（xīn），把傳感器信號調（diào）節（jiē）電路微計算機、存貯器及接口集成到（dào）一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能.90年代智能（néng）化測（cè）量技術有了進一步的提高，在傳感器一級水平實現智能（néng）化，使（shǐ）其（qí）具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。

 

傳感器的應用（yòng）：

傳感器技術是實現（xiàn）測試與自動控製的重要環節（jiē）。在測試係統中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準確傳遞和（hé）檢測出某一（yī）形態的信息，並將（jiāng）其轉換成另一形態的信息。 [2] 

具體地說傳感器是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受（或響（xiǎng）應）與檢出功能，並使之按（àn）照一定規（guī）律轉（zhuǎn）換成與之對應的可輸出信（xìn）號的元器（qì）件或裝（zhuāng）置。如果沒（méi）有傳感器對被測的原始信息進行準確可靠的捕獲和轉換，一切準確（què）的（de）測試與控製都將無法實現，即使最現代化的電子計算機，沒有準確的信息（或轉換可靠的數（shù）據），不失真的輸入，也將無法充分發揮其應有的作用。

傳感器種類及品種繁多，原理也各式各樣。其中電阻應（yīng）變式傳感（gǎn）器是被廣泛用（yòng）於（yú）電子秤和各種新型機構的測力裝置，其精（jīng）度和範（fàn）圍度是根據需（xū）要（yào）來選定的，過高的精度要求對某種使用也無太大意義；過寬的範圍（wéi）度也會使測量精度降低，而且會造成成本過高及（jí）增加工藝上的困難；因此，應根據測量對象的（de）要求，恰（qià）當地選擇精度和（hé）範（fàn）圍度是至關重（chóng）要的。但無論何種條件、場合使用的傳感器，均要求其性能穩定，數據可靠（kào），經久耐用。為此，在研究高精度傳感器的同時，必（bì）須重（chóng）視可靠性和穩定性的研（yán）究（jiū）。包括床暗器的研究、設計、試製、生產、檢測與應用等諸（zhū）項內（nèi）容在內（nèi）的傳感器技術，已逐漸形成（chéng）了一門相對獨立的專門學科。

一般情況下，由於（yú）傳感器設置的場所並非（fēi）理想，在溫度、濕度、壓力等效應的綜（zōng）合影響下，可引起傳感器零點漂移和靈敏度的（de）變化，已成為使（shǐ）用中的嚴重問題。雖然人們在製作傳感（gǎn）器過程中，采取了溫度補償及密封防潮的措施，但它與應變片、粘帖膠本身的高性能化、粘帖技術的精確和熟練、彈性體材料的選擇及冷、熱加工（gōng）工藝的製定均有密切的關係，哪一方（fāng）麵都不能忽視（shì），都需精心設計和製作。同（tóng）時，還須（xū）注（zhù）意傳感器的安裝方法，支撐結構的設（shè）置，如何克服橫向力等問題。

 

發展趨勢與應用前景：

對比傳感器技術的發展曆史與研究現（xiàn）狀（zhuàng）可以看出，隨著科（kē）學技（jì）術的（de）迅猛發展以及相關條件的日趨成熟，傳感器技術逐漸受到了更多人士（shì）的高度重視（shì）當今傳感器技術的研究與發展，特別是基於光電通信（xìn）和生物學原理的新型（xíng）傳感器技術的發展，已成為推動國家乃至世界信息化產業進步的重（chóng）要標誌與動力。

由於傳感器具有頻率響應、階躍響應等動態特性以及諸如漂移、重複性、精確度、靈敏度、分（fèn）辨率、線性度等靜態特性（xìng），所以外界因素的改變與（yǔ）動蕩必然會造成傳感器自（zì）身（shēn）特性（xìng）的小穩定（dìng），從而給其實際應用造成較大影響這就要求我們針對傳感（gǎn）器的工作原（yuán）理（lǐ）和結構，在小同場合對傳感器規定相應的基本要求，以最大程度優化其性能（néng）參數與指標（biāo），如高（gāo）靈敏度、抗幹擾的穩定（dìng）性（xìng）、線性（xìng）、容易調節、高精度、無遲滯性、工作壽命（mìng）長、可（kě）重複性、抗老化、高響應速率（lǜ）、抗環境影響、互換性、低成本寬測量範（fàn）圍小尺寸重量輕（qīng）和高（gāo）強度等。

同時，根據（jù）對國內外傳感器技術的研究現狀分析以及對傳感器各性能參數的理想化要求，現代傳感器技術的發展趨勢可以從四個方麵分析與概括:一是開發（fā）新材料、新工藝和開發新型傳感器;一（yī）是實現傳感器（qì）的多功能、高精度（dù）、集成化和智能（néng）化;三是實現傳感技術硬件係統與元器件的微小型（xíng）化;四是通過傳感器與其它學科的交叉整合，實現無線網絡化。