传感器常见类型有哪些?
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传感器是一种检测装置,一种获取信息的工具,或者说是一种传递感觉的机器。在最广泛的定义中,传感器是一种设备、模块或子系统,常用于自动控制和测量系统中。传感器可以解释为能够将某一被测物理量(如速度、温度、声、光等)变换成便于传送和处理的另一物理量(通常为电量)的器件或装置。传感器俗称探头,有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器。
传感器一般由敏感元件、转换元件、信号调理电路和辅助电路组成,但并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件,如果敏感元件直接输出的是电量,它就同时兼为转换元件。敏感元件(预变换器):是指传感器中能直接感受或响应被测量(非电量)并输出与之成确定关系的其他量(非电量)的部分。转换元件:是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)的部分。信号调理电路:是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。辅助电路:通常指电源,即交、直流供电系统。
常见的传感器有:温度传感器、压力传感器、触摸传感器、图像传感器、运动传感器、烟雾或气体传感器、火焰传感器、泄漏传感器、倾斜传感器、能耗传感器等。
按被测量的类型分:物理量:压力传感器、振动传感器、位移传感器、真空度传感器;可见光传感器、红外光传感器、紫外光传感器;温度传感器; 磁传感器;化学量:气体传感器、湿敏传感器、离子传感器。生物传感器:酶传感器、免疫传感器、DNA 传感器、微生物传感器。
按输出信号分:模拟传感器是将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器是将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
按测量原理分:物理型:压阻、压电、光电、热释电等化学型:半导体表面控制、催化燃烧、电化学电流型、电化学电位型、混成电位型生物型:场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。
热敏传感器是一种将温度转化为电子信号的传感元件。其中,热释电效应、热电效应和半导体结效应是其工作机理。后者以电阻器的热敏性作为其工作原理,占到了热敏元件的55%。在对测量精度有较高要求的情况下,采用该传感器进行测量。常用的耐热性材料是铂,铜,镍等,这些材料的电阻温度系数大,线性好,性能稳定,使用范围宽,加工方便。适用于-200~+500摄氏度的温度测量。
光敏传感器是目前应用最为广泛的传感器,其类型包括:光电管,光电倍增管,光敏电阻,三极管,太阳能电池,红外传感器,紫外线传感器,光纤传感器,色彩传感器, CCD, CMOS图像传感器,等等。国内的知名生产厂家有 OTRON等。光敏元件是目前产量最大、应用最广泛的一种,其在自动控制及非电量电感技术中有着举足轻重的作用。最简单的感光元件是感光电阻器,它在接触点产生电流。
气敏传感器是一种用于监测气体的浓度和组成的传感器,在环保、安全监测等领域发挥着举足轻重的作用。气敏传感器主要用于接触不同组份的气体,因现场温度、湿度变化大,同时也有大量的粉尘、油雾等,因此它的工作环境非常恶劣,同时,气体与传感器件的材质会发生化学反应,从而导致器件的性能下降。因此,对于气敏传感器,必须具备以下条件:能侦测到报警气体的容许浓度及其它标准值之气体浓度,可长时间、稳定性、重复性好、反应迅速、共存物质的影响较低等。
传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。