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傳感器有哪些作用和分類

來源:金湖虹潤儀表有限公司   2024年01月11日 09:30  

傳感器有哪些作用和分類

隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的發(fā)展,傳感器的重要性也日益凸顯起來。事實上,傳感器一直都是各種儀器儀表的非常重要的器件,它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的前提。那么,傳感器有哪些作用和分類呢?

一、傳感器有哪些作用

傳感器有什么作用?這是不少人頗為好奇的問題。傳感器實際上是一種功能塊,主要作用就是將來自外界的各種信號轉(zhuǎn)換成電信號。

為了檢測和控制各種各樣復(fù)雜的信號,就必須使獲得的信號盡量簡單易于處理,而目前只有電信號能夠滿足這樣的要求。因為電信號能非常容易地實現(xiàn)放大、反饋、濾波、微分、存貯、遠(yuǎn)距離操作等。因此通車將作為一種功能塊的傳感器,狹義的定義為:將外界的輸入信號變換為電信號的一類元件。

二、傳感器有哪些分類

近年來,隨著傳感器所檢測的信號日益增加,傳感器的品種也日漸增多起來。在生產(chǎn)和生活中,傳感器主要有如下分類:

1.溫度傳感器

除了利用塞貝克效應(yīng)的熱電偶外,在用于檢測溫度的物理效應(yīng)中,利用較為普遍的是PtW等的金屬和氧化物半導(dǎo)體以及非氧化物半導(dǎo)體,有機半導(dǎo)體等的電阻隨溫度變化來作為溫度傳感器的。此外,還有利用PN結(jié)處電流——電壓特性隨溫度的變化,利用居里溫度附近磁特性和介電常數(shù)變化的傳感器,利用介電常數(shù)和壓電常數(shù)的變化,來檢測其共振頻率變化的溫度的傳感器等,常見的如空調(diào)的控溫等。

2.光傳感器

光傳感器利用的是半導(dǎo)體的光導(dǎo)效應(yīng)或光生伏應(yīng)。光生伏應(yīng)是利用了光的量子性質(zhì),通過光照射,將半導(dǎo)體PN結(jié)處產(chǎn)生的電壓或電流作為輸出加以檢測。如光敏二級管,光敏三級管等。光控?zé)艟褪且环N常見的應(yīng)用實例。

3.壓力傳感器

壓力傳感器通常利用了某種壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)壓力施加于電阻體上時,會使其電阻值發(fā)生變化,即出現(xiàn)壓阻現(xiàn)象,比金屬電阻的變化要明顯得多,主要是因在受壓后其電子或空穴的遷移率發(fā)生變化。電子稱就是較常見的應(yīng)用。

4.氣體傳感器

氣體傳感器即半導(dǎo)體氣體傳感器,主要利用氣體的吸附效應(yīng)。如半導(dǎo)體SnO2燒結(jié)制成的氣敏傳感器,其為多晶體,當(dāng)表面吸附氣體分子時,就會在氣體分子與燒結(jié)體之間發(fā)生電子交換。控制載流子運動的晶粒界面處的勢壘會發(fā)生變化。若在燒結(jié)體上設(shè)置兩個電極,其間電阻將隨氣體分子吸附情況而增減。一般在還原性氣體中電阻值會減少,在氧化性氣體中電阻值會增加。較為常見的應(yīng)用如各種煙霧報警器。

5.磁傳感器

磁傳感器的常用效應(yīng)是霍爾效應(yīng)與磁阻效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)的元件是霍爾元件,它是在一半導(dǎo)體薄片兩端之間通以電流,如果在薄片垂直方向外加一磁場,則載流子在羅倫茲力的作用下,將沿著與磁場垂直的方向移動,若將電極設(shè)置在該方向上,就能檢測出電壓來(霍爾電壓)。電動車的調(diào)速方法就是磁傳感器的典型應(yīng)用。

 


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