【文章內(nèi)容簡介】 號感受到，并且按照一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律將它轉(zhuǎn)換為電信號等所需的信號進(jìn)行傳輸顯示等，它在自動檢測及自動控制中的所處的環(huán)節(jié)是用永遠(yuǎn)排在第一的?！　⌒氯A詞典中將“傳感器”如此定義：“從現(xiàn)場接收一個作為功率的存在，然后通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)律，將它以另一種作為功率的形式傳到系統(tǒng)采集中心或控制中心去。 由此可知，傳感器將能量的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換的器件，因此不少人用“換能器－Transducer”來稱謂“傳感器－Sensor”。傳感器依照工作原理的不同分為二大類：化學(xué)和物理兩個形式的傳感器?；瘜W(xué)類的傳感器包括主要是測量與化學(xué)吸附和電化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的各種關(guān)系的傳感器，因此，這類的傳感器可以測量極其細(xì)微的變化轉(zhuǎn)換為電信號傳輸顯示。物理類的傳感器包括主要是測量與磁致的伸縮現(xiàn)象、壓電效應(yīng)以及極化、離化、光電、熱電、磁電等相關(guān)的各種關(guān)系的傳感器。因此，這類的傳感器也可以測量極其細(xì)微的變化轉(zhuǎn)換為電信號傳輸顯示。但是有的傳感器超出了這兩類傳感器的劃分。傳感器基本上都是在物理的原理上執(zhí)行任務(wù)完成要求的?；瘜W(xué)類的傳感器需要面臨很多的技術(shù)方面的問題，比如說性能的可靠程度，規(guī)模性生產(chǎn)的實現(xiàn)，市場的價格定位等問題，化學(xué)類傳感器的增長都賴于這些問題的完美解決。 　　 傳感器常用術(shù)語1．傳感器由敏感器件與轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成的可以將接收的一種信號轉(zhuǎn)換成另一種可用的方便傳輸?shù)男盘柕钠骷?1)敏感器件：在傳感器中可以將被測信號直接感受到（或響應(yīng)到）的部件。 　(2)轉(zhuǎn)換器件：在傳感器中可以將感受到（或響應(yīng)到）的被測信號轉(zhuǎn)化成可用的方便傳輸?shù)碾娦盘柕牟考?(3) 變送器是作為輸出的信號是標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定信號的傳感器。2．測量范圍 ：被測信號沒有超出允許的誤差限度的范圍。3．量程：作為測量范圍的信號最大值與最小值的差值。 4．精確度：最后的真實結(jié)果和真值的一致性。 　5．重復(fù)性：在短時期內(nèi)重復(fù)以一致的測量方法，一致的測量儀器，一致的觀測者，一致的使用條件一致的地點對相同的被測信號進(jìn)行多次的連續(xù)測量結(jié)果的相符程度：。 6．分辨力：在測量范圍內(nèi)可以檢測出的被測信號變化的最小量。 7．閾值：可以讓傳感器的輸出出現(xiàn)可測的變化的被測信號變化的最小量。8．零位：類似平衡狀態(tài)當(dāng)輸出的數(shù)值是最小值時的狀態(tài)。9．激勵：用以糾正傳感器至正常工作而施加的外部電壓或者外部電流。10最大激勵：在傳感器上可以施加的最大的室內(nèi)的激勵電壓或者激勵電流。11．輸入阻抗：傳感器的輸出端短路時輸入端的阻抗。12．輸出阻抗：傳感器的輸入端短路時輸出端的阻抗。13．輸出：傳感器輸出的和被測信號有函數(shù)關(guān)系的電信號。 14．零點輸出：當(dāng)被測信號為0時的傳感器在室內(nèi)的輸出。15．滯后：傳感器在被測信號不超出規(guī)定的要求增加或減少的情況下輸出的最大差值。16．遲后：輸出的信號在輸入信號時間上的延遲。17．漂移：傳感器在一定時間內(nèi)輸出與被測信號無關(guān)的變化量。18．零點漂移：傳感器在一定時間內(nèi)并在室內(nèi)條件零點輸出的變化量。 19．靈敏度：傳感器輸出信號的增量和它的輸入量信號增量的比值。 20．靈敏度漂移 ：校準(zhǔn)曲線斜率根據(jù)靈敏度的改變而出現(xiàn)的變化。21．熱靈敏度漂移：因為靈敏度的改變而出現(xiàn)的靈敏度漂移。22．熱零點漂移 ：因為四周溫度改變而出現(xiàn)的零點漂移。23．線性度：校準(zhǔn)曲線和規(guī)定直線的一致性。24．非線性度：校準(zhǔn)曲線和一規(guī)定直線的偏離性。25．長期穩(wěn)定性：傳感器具備的沒超出規(guī)定的時間仍在允許誤差內(nèi)的能力。26．固有頻率：傳感器在無阻力狀態(tài)下的自由振蕩頻率。27．響應(yīng)：被測信號在輸出的變化特性。28．補(bǔ)償溫度范圍 ：補(bǔ)償傳感器在量程和規(guī)定的零平衡內(nèi)的溫度范圍。29．蠕變：輸出信號在被測信號和它的環(huán)境條件恒定不變狀態(tài)下一定時間內(nèi)的變化。30．絕緣電阻：傳感器規(guī)定的絕緣部分在室溫下的電阻。 全球傳感器市場預(yù)測傳感器08年在全球市場的銷售額高達(dá)506億美元，預(yù)計傳感器11年的全球市場銷售額可以達(dá)到至少600億美元。通過調(diào)查得到東歐和亞太以及加拿大的傳感器市場增長排在第一，傳感器市場在美國和日本以及德國的分布地區(qū)是最大的。從全球來看，汽車市場仍然是傳感器市場增長最快的，過程控制市場僅次其后，同時值得一提的是通訊市場具有很好的發(fā)展前途。 　　當(dāng)前傳感器表現(xiàn)成熟的市場包括壓力和溫度傳感器以及流量和水平傳感器。整個傳感器市場在現(xiàn)在場規(guī)模最大的是流量傳感器（21%）和溫度傳感器（14%）以及壓力傳感器（19%）。傳感器市場因為新興的傳感器帶來了不少的增長。例如07到10年無線傳感器的增長率預(yù)計不會少于25%。當(dāng)前，傳感器的全球市場出現(xiàn)迅猛增長的傾向。相關(guān)的專家強(qiáng)調(diào)，傳感器的相關(guān)技術(shù)會因為現(xiàn)實的需要和層出不窮的創(chuàng)意不斷的擴(kuò)展和提高，傳感器的開發(fā)是各個國家目前展開競爭的切入點。適合應(yīng)用到人們生活的新技術(shù)必將得到廣泛地發(fā)展，例如不斷出現(xiàn)以及在市場上份額不斷擴(kuò)大的無線傳感器和光纖傳感器以及智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器。3 壓力傳感器壓力傳感器作為一種最常見的工業(yè)傳感器，通常主要是通過壓電效應(yīng)來實現(xiàn)制造的，以此它還有一個名字是壓電傳感器?？偹苤?，晶體和非晶體各自具備各向異性和各向同性的特性。而一些晶體的極化效應(yīng)會在介質(zhì)沿著某個方向在機(jī)械力的作用下發(fā)生形變時產(chǎn)生；機(jī)械力消失之后介質(zhì)就不會出現(xiàn)帶電的狀態(tài)。而極化效應(yīng)的定義是指一些晶體也許會有電在被施加壓力的時候出現(xiàn)的效應(yīng)。而壓力傳感器正是被科學(xué)家應(yīng)用這個效應(yīng)而研究制造出來的。 壓電傳感器中有石英和磷酸二氫胺以及酒石酸鉀鈉等壓電材料。石英（二氧化硅）最早發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)的天然晶體，它可以在承受的溫度范圍內(nèi)一直存在壓電性質(zhì)，但壓電性質(zhì)會在超出溫度（此時的溫度稱為“居里點”）后消失?？上У氖鞘⒌膲弘娤禂?shù)比較低，因此電場隨應(yīng)力的變化太微小，固石英現(xiàn)在基本已經(jīng)不在使用。雖然酒石酸鉀鈉的壓電系數(shù)以及壓電的靈敏度非常大，但是它的局限性在于只能應(yīng)用在室溫環(huán)境以及濕度比較低的環(huán)境。磷酸二氫胺就是可以承擔(dān)高溫和高濕度環(huán)境的人造晶體，因此它的應(yīng)用就相對十分廣泛。同時壓電效應(yīng)的應(yīng)用也在現(xiàn)在的壓電陶瓷等多晶體上得到體現(xiàn)，例如鈮酸鹽系的壓電陶瓷和鈮鎂酸鉛的壓電陶瓷鈦以及酸鋇的壓電陶瓷和PZT等。壓電傳感器是以壓電效應(yīng)作為工作的基本原理，而應(yīng)力作用產(chǎn)生的電荷因為回路中沒有無限大的輸入阻抗進(jìn)行保存，所以無法對靜態(tài)進(jìn)行測量，因此也決定了壓力傳感器只能適用于對動態(tài)應(yīng)力進(jìn)行測量。壓電傳感器在加速度和壓力以及力等測量得到了廣泛的應(yīng)用。壓電式加速度傳感器是一種具有簡單的結(jié)構(gòu)以及較小體積和重量的長壽命常用加速度計。它被應(yīng)用在了汽車、船舶、飛機(jī)以及大型橋梁和各類建筑的沖擊與振動測量的各個方面。壓電式傳感器對于發(fā)動機(jī)的內(nèi)部的燃燒壓力和真空度的測量也得到了廣泛的應(yīng)用。同時，它也在槍炮子彈出膛一瞬間的膛壓的變化等軍事工業(yè)中得到了不小的應(yīng)用。壓電式傳感器還可以在心室的導(dǎo)管式微音器等生物醫(yī)學(xué)測量中進(jìn)行應(yīng)用。因此只要是動態(tài)應(yīng)力存在的地方壓力傳感器就可以得到很好的應(yīng)用。 壓力傳感器因為用的材料不同，所利用的效應(yīng)也有所不同，因此有壓電效應(yīng)實現(xiàn)的壓電傳感器，壓阻效應(yīng)實現(xiàn)的壓阻傳感器，應(yīng)變效應(yīng)實現(xiàn)的應(yīng)變式傳感器等，都可以根據(jù)用途的不同使用場地的不同發(fā)揮各自的特性。 工作原理在傳感器薄片的表面通過形變壓力對薄片的形狀進(jìn)行從而產(chǎn)生壓電阻抗效應(yīng)，從而將外力信號轉(zhuǎn)換為電信號是半導(dǎo)體壓電阻抗擴(kuò)散壓力傳感器的工作原理。 　　首先形成硅可動極與玻璃固定極相對的電容，然后在可動極施加壓力改變靜電容量，從而實現(xiàn)將外力信號轉(zhuǎn)換為電信號，這就是靜電容量型壓力傳感器的工作原理 壓力傳感器種類壓力傳感器包括：工業(yè)壓力傳感器、陶瓷壓力傳感器、擴(kuò)散硅壓力傳感器、藍(lán)寶石壓力傳感器、壓電壓力傳感器、應(yīng)變片壓力傳感器。 壓力傳感器的技術(shù)參數(shù) 692　系列工業(yè)型差壓變送器壓力傳感器參數(shù)1. 輸出：420mA2. 測量范圍：025bar3. 測量精度：線性遲滯重復(fù)性＜177。%fs4. 供應(yīng)電源：1133VDC24VAC177。15%5. 接線方式：2wire3wire6. 電源消耗：25mA5mA7. 防護(hù)等級：IP65　 選取原則因為原理和結(jié)構(gòu)的不同出現(xiàn)了大量種類的傳感器，而如何根據(jù)測量的對象和目的以及環(huán)境影響等因素科學(xué)合理的選取傳感器是每次進(jìn)行測量必須考慮的第一個問題。傳感器確認(rèn)的同時也意味著與之對應(yīng)的測量方法和設(shè)備等等的確定，因此，此次測量的成功與否和傳感器的選取是否合理有相當(dāng)大的關(guān)系。根據(jù)測量的對象和測量的環(huán)境影響對傳感器類型進(jìn)行確定 測量工作的開展需要首先對各個方面的要素進(jìn)行思考確定需要基于什么原理的傳感器才能科學(xué)合理的實現(xiàn)目的。這是因為原理和結(jié)構(gòu)的不同出現(xiàn)了大量種類的傳感器，因此可能有多款傳感器同時適合選用，這個時候哪個傳感器更加適合就需要對如下的問題進(jìn)行考慮：量程的范圍大??；測量位置是否對體積的大小要求嚴(yán)格；測量是以接觸還是非接觸的方式進(jìn)行；輸出信號是通過有線傳輸還是無線傳輸；對傳感器價格和技術(shù)的要求等。 　　在傳感器的基本選定后再對它參數(shù)等具體性能指標(biāo)進(jìn)行選擇，即可獲得理想的傳感器。 　靈敏度的選擇 　　傳感器的靈敏度在不超出線性范圍的情況下越高越好。被測信號的變化通過轉(zhuǎn)換輸出是會因為靈敏度越高而出現(xiàn)更加便于處理的信號值。可惜在傳感器靈敏度越高的同時外界噪聲也更加容易混入采集的信號中影像系統(tǒng)測量的精確度。所以，