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傳感器知識大全

什么叫傳感器？從廣義上講，傳感器就是能感知外界信息并能按一定規律將這些信息轉換成可用信號的裝置；簡單說傳感器

是將外界信號轉換為電信號的裝置。所以它由敏感元器件（感知元件）和轉換器件兩部分組成，有的半導體敏感元器件可以

直接輸出電信號，本身就構成傳感器。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講，可分為

①物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。

②化學類，基于化學反應的原理。

③生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元

件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將傳感器分46類）。

下面對常用的熱敏、光敏、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹:    

溫度傳感器及熱敏元件：溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多，市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱

電阻、熱電偶及半導體熱敏電阻等。以半導體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應用廣泛，這是因為在元件允許工作條件范

圍內，半導體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點，而且制造工藝簡單、價格低廉。有靈敏度高、穩定性好、

響應快、壽命長、價格低等優點，廣泛應用于需要定點測溫的溫度自動控制電路，如冰箱、空調、溫室等的溫控系統。幾種

實用測溫傳感器 空調內專用溫控傳感器；  氣溫測量傳感器。

光傳感器及光敏元件光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發展迅速、品種繁多、應用廣泛。市場出售的有光敏電阻

器、光電二極管、光電三極管、光電耦合器和光電池等。由于氣體與人類的日常生活密切相關，對氣體的檢測已經是保護和

改善生態居住環境不可缺少手段，氣敏傳感器發揮著極其重要的作用。通過測量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣

體的濃度。電化學氣敏傳感器一般利用液體（或固體、有機凝膠等）電解質，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產生的

電流，也可以是離子作用于離子電極產生的電動勢。半導體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應快、穩定性好、使用簡單的特點

，應用極其廣泛。　　

在一定意義上傳感器與人的感官有對應的關系，其感知能力已遠超過人的感官。例如利用目標自身紅外輻射進行觀察的紅外

成像系統（夜像儀），黑夜中可1000米發現人，2000米發現車輛；熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰爭中，

伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米，還不及美英聯軍的一半，黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳

感器技術列為優先發展的高新技術的重點。為了大幅度提供傳感器的性能，將不斷采用新結構、新材料和新工藝，向小型化、

集成化和智能的方向發展。 

傳感器的領域分類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制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系的傳感器，

被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。 　

有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較

多，例如可靠性問題，規模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。 

常見傳感器的應用領域和工作原理列于下表。

1.按照其用途，傳感器可分類為：壓力傳感器 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

2.按照其原理，傳感器可分類為：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為金屬、聚合物、 陶瓷、 混合物

(2) 按材料的物理性質分類可分為：導體、絕緣體、半導體、 磁性材料

(3)按材料的晶體結構分類可分為：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。力敏傳感器的種類甚多，傳

統的測量方法是利用彈性材料的形變和位移來表示。隨著微電子技術的發展，利用半導體材料的壓阻效應（即對其某一方向

施加壓力，其電阻率就發生變化）和良好的彈性，已經研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器，廣泛用于壓力、加

速度等物理力學量的測量。以磁敏元件為基礎的磁敏傳感器在一些電、磁學量和力學量的測量中廣泛應    用。

按照其制造工藝，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;

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