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技术资料

传感器技术

作者: PbootCMS开发版PRO 时间:2023-02-17 16:41:32 阅读:545

定义

传感器是指能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 我国国家标准(GB7665-2005)对传感器的定义是:能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置

传感器作为信息获取的重要手段,与通信技术计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

 

作用:

利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。

 

简介

传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置的总

.通常被测量是非电物理量,输出信号一般为电量.当今世界正面临一场新的技术革命,这场革命的主要基础是信息技术,而传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一.一些发达国家都把传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等位置.随着现代科学发展,传感技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科也得到迅速的发展,并且在工业自动化测量和检测技术、航天技术军事工程、医疗诊断等学科被越来越广泛地利用,同时对各学科发展还有促进作用。

目前在全世界有6000多家公司生产传感器,品种多达上万种.美国把80年代看作是传感器时代,日本把传感器列为80年代到2000年重大科技开发项目.我国把传感器列为十五计划重点科技研究发展项目之一。 

 

发展历程

传感技术大体可分3代,第1代是结构型传感器.它利用结构参量变化来感受和转化信号。例如:电阻应变式传感器,它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

2代传感器是70年代开始发展起来的固体传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成的.:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。

70年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展,出现集成传感器.集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化.例如:电荷藕合器件(CCD),集成温度传感器AD590集成霍尔传感器UGN3501.这类传感器主要具有成本低、可靠性高性能好、接口灵活等特点集成传感器发展非常迅速,现已占传感器市场的2/3左右,它正向着低价格、多功能和系列化方向发展。

3代传感器是80年代刚刚发展起来的智能传感器.所谓智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力,是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。80年代智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能.90年代智能化测量技术有了进一步的提高,在传感器一级水平实现智能化,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。

 

传感器的应用

传感器技术是实现测试自动控制的重要环节。在测试系统中,被作为一次仪表定位,其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息,并将其转换成另一形态的信息。 [2] 

具体地说传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。如果没有传感器对被测的原始信息进行准确可靠的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现,即使最现代化的电子计算机,没有准确的信息(或转换可靠的数据),不失真的输入,也将无法充分发挥其应有的作用。

传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的,过高的精度要求对某种使用也无太大意义;过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增加工艺上的困难;因此,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。包括床暗器的研究、设计、试制、生产、检测与应用等诸项内容在内的传感器技术,已逐渐形成了一门相对独立的专门学科。

一般情况下,由于传感器设置的场所并非理想,在温度湿度、压力等效应的综合影响下,可引起传感器零点漂移和灵敏度的变化,已成为使用中的严重问题。虽然人们在制作传感器过程中,采取了温度补偿及密封防潮的措施,但它与应变片、粘帖胶本身的高性能化、粘帖技术的精确和熟练、弹性体材料的选择及冷、热加工工艺的制定均有密切的关系,哪一方面都不能忽视,都需精心设计和制作。同时,还须注意传感器的安装方法,支撑结构的设置,如何克服横向力等问题。

 

发展趋势与应用前景:

对比传感器技术的发展历史与研究现状可以看出,随着科学技术的迅猛发展以及相关条件的日趋成熟,传感器技术逐渐受到了更多人士的高度重视当今传感器技术的研究与发展,特别是基于光电通信和生物学原理的新型传感器技术的发展,已成为推动国家乃至世界信息化产业进步的重要标志与动力。

由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移、重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性,所以外界因素的改变与动荡必然会造成传感器自身特性的小稳定,从而给其实际应用造成较大影响这就要求我们针对传感器的工作原理和结构,在小同场合对传感器规定相应的基本要求,以最大程度优化其性能参数与指标,如高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本宽测量范围小尺寸重量轻和高强度等。

同时,根据对国内外传感器技术的研究现状分析以及对传感器各性能参数的理想化要求,现代传感器技术的发展趋势可以从四个方面分析与概括:一是开发新材料、新工艺和开发新型传感器;一是实现传感器的多功能、高精度、集成化和智能化;三是实现传感技术硬件系统与元器件的微小型化;四是通过传感器与其它学科的交叉整合,实现无线网络化。


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