【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，許多國家已將傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等重要的位置?，F(xiàn)代傳感器技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，擁有廣泛的開發(fā)空間，發(fā)展前景十分廣闊。傳感器的定義國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)很多非電學(xué)量(包括物理量,化學(xué)量,生物量等),早期都采用非電學(xué)量方法測量。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對被測量的準(zhǔn)確度、速度和精度提出了新的要求,傳統(tǒng)方法已不能滿足測量要求,必須采用傳感器電測技術(shù),把非電學(xué)量信號轉(zhuǎn)換為電信號。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中,需用各種傳感器來監(jiān)控生產(chǎn)過程的各個(gè)參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)。特別是傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合,使自動化過程更具有準(zhǔn)確、快捷、效率高等優(yōu)點(diǎn)。傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，能完成檢測任務(wù),它的輸入量是某一被測量,可能是物理量,也可能是化學(xué)量、生物量等。輸出量是某種物理量,便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等,可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量。輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系,且應(yīng)有一定的精確程度。傳感器的作用包括信息的收集、信息數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和控制信息的采集。傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件兩大部分組成。有時(shí)也將轉(zhuǎn)換電路及輔助電路作為其組成部分。材料傳感器材料分半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料四大類。半導(dǎo)體傳感器材料主要是硅，其次是鍺、砷化鎵、銻化銦、碲化鉛、硫化鎘等。主要用于制造力敏、熱敏、光敏、磁敏、射線敏等傳感器。陶瓷傳感器材料主要有氧化鐵、氧化錫、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、鈦酸鋇等，用于制造氣敏、濕敏、熱敏、紅外敏、離子敏等傳感器。金屬用作傳感器的功能材料不如半導(dǎo)體和陶瓷材料廣泛，主要用在機(jī)械傳感器和電磁傳感器中，用到的材料有鉑、銅、鋁、金、銀、鈷合金等。有機(jī)材料用于傳感器還處在開發(fā)階段，主要用于力敏、濕度、氣體、離子、有機(jī)分子等傳感器，所用材料有高分子電解質(zhì)、吸濕樹脂、高分子膜、有機(jī)半導(dǎo)體聚咪唑、酶膜等。性能傳感器性能指標(biāo)主要有：靈敏度、使用頻率范圍、動態(tài)范圍、相移。靈敏度：指沿著傳感器測量軸方向?qū)挝徽駝恿枯斎離 可獲得的電壓信號輸出值u，即s=u/x。與靈敏度相關(guān)的一個(gè)指標(biāo)是分辨率，這是指輸出電壓變化量△u 可加辨認(rèn)的最小機(jī)械振動輸入變化量△x 的大小。為了測量出微小的振動變化，傳感器應(yīng)有較高的靈敏度。使用頻率范圍：指靈敏度隨頻率而變化的量值不超出給定誤差的頻率區(qū)間。其兩端分別為頻率下限和上限。為了測量靜態(tài)機(jī)械量，傳感器應(yīng)具有零頻率響應(yīng)特性。傳感器的使用頻率范圍，除和傳感器本身的頻率響應(yīng)特性有關(guān)外，還和傳感器安裝條件有關(guān)（主要影響頻率上限）。動態(tài)范圍：動態(tài)范圍即可測量的量程，是指靈敏度隨幅值的變化量不超出給定誤差限的輸入機(jī)械量的幅值范圍。在此范圍內(nèi)，輸出電壓和機(jī)械輸入量成正比，所以也稱為線性范圍。動態(tài)范圍一般不用絕對量數(shù)值表示，而用分貝做單位，這是因?yàn)楸粶y振值變化幅度過大的緣故，以分貝級表示使用更方便一些。相移：指輸入簡諧振動時(shí)，輸出同頻電壓信號相對輸入量的相位滯后量。相移的存在有可能使輸出的合成波形產(chǎn)生崎變，為避免輸出失真，要求相移值為零或Π，或者隨頻率成正比變化。有機(jī)材料用于傳感器還處在開發(fā)階段，主要用于力敏、濕度、氣體、離子、有機(jī)分子等傳感器，所用材料有高分子電解質(zhì)、吸濕樹脂、高分子膜、有機(jī)半導(dǎo)體聚咪唑、酶膜等。優(yōu)缺點(diǎn)從傳感器分類看優(yōu)缺點(diǎn) 按傳感器輸出信號分類 模擬式：輸出信號為模擬信號。數(shù)字式：輸出信號為數(shù)字信號。按結(jié)構(gòu)形式分類：柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式、板環(huán)式等。柱式：特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于加工，成本費(fèi)用低，密封性能良好，對于潮濕環(huán)境很適用，可設(shè)計(jì)成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點(diǎn)是位移量小、靈敏度低。橋式：傳感器彈性體為橋式，其兩端用兩只螺栓緊固到下面的支撐體上，其彈性體與支撐體之間有一間隙，為彈性體的受力變形空間。該類傳感器的特點(diǎn)如下：由于傳感器與秤體之間的連接為要求很低的間隙配合，所以安裝方便，維護(hù)簡單，重復(fù)性好。輪輻式：高度低、精度高、抗偏心載荷和側(cè)向力強(qiáng)。剪切梁式：該類傳感器有以下特點(diǎn)：輸出信號不受稱重點(diǎn)位置變化的影響；線性好、精度高；傳感器受拉伸與壓縮時(shí)，切應(yīng)力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮靈敏度基本相同，所以特別適用于同時(shí)受拉和壓的測量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；結(jié)構(gòu)簡單易于密封；抗側(cè)向力強(qiáng)。板環(huán)式：特點(diǎn)是輸出靈敏度高、受力狀態(tài)穩(wěn)定、溫度均勻性好、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，可制成拉壓2種型號，～30噸的拉壓方式稱重傳感器，這種方式是很好的。發(fā)展方向?qū)Ρ葌鞲衅骷夹g(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及相關(guān)條件的日趨成熟，傳感器技術(shù)逐漸受到了更多人士的高度重視。當(dāng)今傳感器技術(shù)的研究與發(fā)展，特別是基于光電通信和生物學(xué)原理的新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，已成為推動國家乃至世界信息化產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的重要標(biāo)志與動力。由于傳感器具有頻率響應(yīng)、階躍響應(yīng)等動態(tài)特性以及諸如漂移、重復(fù)性、精確度、靈敏度、分辨率、線性度等靜態(tài)特性，所以外界因素的改變與動蕩必然會造成傳感器自身特性的不穩(wěn)定，從而給其實(shí)際應(yīng)用造成較大影響。這就要求我們針對傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)，在不同場合對傳感器規(guī)定相應(yīng)的基本要求，以最大程度優(yōu)化其性能參數(shù)與指標(biāo)，如高靈敏度、抗干擾的穩(wěn)定性、線性、容易調(diào)節(jié)、高精度、無遲滯性、工作壽命長、可重復(fù)性、抗老化、高響應(yīng)速率、抗環(huán)境影響、互換性、低成本、寬測量范圍、小尺寸、重量輕和高強(qiáng)度等。同時(shí)，根據(jù)對國內(nèi)外傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析以及對傳感器各性能參數(shù)的理想化要求，現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢可以從四個(gè)方面分析與概括：一是開發(fā)新材料的開發(fā)與應(yīng)用；二是實(shí)現(xiàn)傳感器集成化、多功能化及智能化；三是實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)硬件系統(tǒng)與元器件的微小型化；四是通過傳感器與其它學(xué)科的交叉整合，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化。第三篇：傳感器總結(jié)傳感器總結(jié)傳感器，顧名思義就是傳遞自身感受的儀器，聽起來好似很簡單，那為什么我們需要單獨(dú)開設(shè)這門課程呢？傳感器是新技術(shù)和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代科技的開路先鋒。日本把傳感器技術(shù)列入十大技術(shù)之首，日本商業(yè)界人士稱“支配了傳感器技術(shù)就能夠支配新時(shí)代”。世界技術(shù)發(fā)達(dá)的國家對傳感器技術(shù)都十分的重視。傳感器技術(shù)是一項(xiàng)當(dāng)今世界令人矚目的迅速發(fā)展起來的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志，它與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。如果說計(jì)算機(jī)是人類大腦的擴(kuò)展，那么傳感器就是人類五官的延伸。從以上可以看看出傳感器是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。而作為一名測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生，既然要測量，肯定就會用各種各樣的傳感器，以達(dá)到不同的測量要求，那么學(xué)好傳感器這門課就顯得異常重要。與傳感器的接觸下，經(jīng)常會思考一些有關(guān)傳感器的問題，比如：在傳感器的發(fā)展初期，當(dāng)還沒有出現(xiàn)“傳感器”這個(gè)詞語的時(shí)候，人們是怎么想到要發(fā)明這些東西的，它是怎么感受四周的變化的？通過什么感受到的？又是怎么傳遞這種感覺的？想著，想著，缺乏傳感器專業(yè)知識的我就會陷入困境。迫使自己去查閱書籍文獻(xiàn)，來解決這些問題。在這一學(xué)期中，我們學(xué)到了很多種傳感器，霍爾式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器和超聲波傳感器等等，而這些傳感器有的不僅可以測出位移，還可以測量加速度等。一種傳感器有多種用途，這就決定了我們要活學(xué)活用。初次見到這些名字的傳感器的時(shí)候，實(shí)在很難想象它們是怎么測出我們所需要的量的，同時(shí)還能測出其他的量。所以，傳感器其實(shí)是一門生動的課，我們只有認(rèn)真地聽課，再加上積極地思考平時(shí)出現(xiàn)在生活中的傳感器的應(yīng)用，同時(shí)努力嘗試著去做一些簡易的傳感器儀器，才能真正地不愧于一學(xué)期的學(xué)習(xí)。我覺得傳感器是一門絕對離不開PPT的課程，如果光是老師在講臺上拿著書本一陣狂念，還不如我們自己去琢磨。當(dāng)老師每次舉出一個(gè)傳感器的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，就頗為受用，難以理解的傳感器一下子變得生動能夠想象它的工作模式了，所以非常支持老師選用PPT教學(xué)，但唯一美中不足的是PPT跟課本不配套