什么是传感器 传感器分类有哪几种

发布时间：2022-04-08 15:59
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2030

什么是传感器？传感器(Transducer/Sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十几大类。本章将重点介绍两种传感器:温度传感器和压力传感器。

什么是传感器 传感器分类有哪几种

温度传感器

温度传感器的作用是感受温度并将温度转换为电信号,传给处理机构，以实现相应的显示或控制。工业使用的温度传感器主要有四类:热敏电阻温度传感器、热电阻温度传感器、热电偶温度传感器和集成电路温度传感器。

热敏电阻温度传感器

热敏电阻的特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值，其分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)两类。正温度系数热敏电阻器温越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器温度越高时电阻值越小。正温度系数热敏电阻器的主要材料是由钛酸钡掺和稀土元素烧结而成;负温度系数热敏电阻器的主要材料是锰、钴、镍、铁、铜等过渡金属氧化物混合烧结而成。

热敏电阻温度传感器的探头是用负温度系数热敏电阻器(NTC)经过封装形成的。封装形式主要有树脂封装、铜壳封装、不锈钢壳封装等,常用于家用空调、汽车空调、冰箱、柜、热水器、饮水机、暖风机、烘干机等对温度的测量和控制。

热电温度传感器

热电阻就是其电阻值随温度变化而变化的电阻。热电阻温度传感器是利用导体(如金属铂、铜、铁、镍)的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器。

热电阻广泛用于测量-200~+850℃范围内的温度,少数情况下，低温可测至1K(-272.15℃),高温达1000℃。

热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成,热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信号输出。

用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率，输出最好呈线性，物理化学性能稳定，复现性好等。目前,最常用的热电阻是两种金属材料的热电阻:铂热电阻和铜热电阻。

铂热电阻,主要有Pt100和Pt1000两种,Pt后的100和1000是指0℃时的电阻值分别为1002和1000;铜热电阻,有Cu50和Cu100两种,Cu后的50和100是指0℃时的电阻值分别为50和1000。

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被传感器包围的智能世界：物联网的风口翅膀
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　　随着物联网的发展，最终会把我们带到一个被传感器包围的智能世界。　　01、传感器是物联网发展的基石　　雷军说过这样一句名言：“站在风口处，猪也能飞起来，长出一个小翅膀，就能飞得更高”。随着工信部在6月6号发放5G正式商用牌照，5G的到来似乎将物联网推到了一个风口处，而物联网的小翅膀是什么呢，或许不同的人有不同的答案，而传感器无疑是其中一个重要的选项。　　图一：物联网层次结构　　从物联网层次结构图中可以看到物联网主要是由：感知层、网络层、支撑层和应用层四部分构成。有句俗话说得好：下层基础决定上层建筑。传感器作为物联网感知层的重要组成部分之一，作为整个物联网的基础，其重要性是不言而喻的。　　物联网系统中的海量数据信息来源于终端设备，而终端设备数据来源可归根于传感器，传感器赋予了万物“感官”功能，如人类依靠视觉、听觉、嗅觉、触觉感知周围环境，同样物体通过各种传感器也能感知周围环境。且比人类感知更准确、感知范围更广。例如人类无法通过触觉准确感知某物体具体温度值，也无法感知上千高温，也不能辨别细微的温度变化，但传感器可以。可以说传感器就是“万物互联”时代物体与物体之间交流的“语言”。　　02、“传感器”肩负重任　　正因为感知层是物联网的根底和核心，所以传感器技术在整个物联网行业的发展中扮演着非常重要的角色，也成为了制约我国物联网发展的最大瓶颈。　　物联网自提出到如今已经二十多年，但传感器部署规模并未普及，致使没有足够物理层，导致数据不足，从源头上制约产业发展。传感器部署作为物联网基础设施，多年前就有国家提出万亿传感器革命，旨在推动社会基础设施和公共服务中每年使用1万亿个传感器，并预计在2030年后将100万亿传感器嵌入到各种场所。　　我国早在 20 世纪60年代开始涉足传感器制造业，经历了多年的发展，大体可分为三代：　　第一代：是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号。　　第二代：传感器是20世纪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。　　第三代：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，具有高精度、成本低、功能多样化、自动化强等特点，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。　　智能传感器具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储功能的多元件集成电路，是集传感芯片、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的系统级产品。　　在物联网这个智能感知时代，智能传感器是实现物联网的关键技术之一，在很多物联网场景下的传感器都具有智能传感器的特点，它在工业、农业、医疗、交通等领域将发挥巨大作用，在未来的传感器市场上，智能传感器的比重会越来越大。　　数据来源：互联网(2018年数据)　　从2018年的全球传感器行业市场份额调查数据中可以得知，美国、日本、德国占据全球传感器市场七成份额，而我国仅占到10%左右。由此可见，我国的市场占额与某些发达国家相比还有很大的差距。　　在传统的传感器市场，我国企业由于起步晚、核心材料缺失、技术落后及产业生态缺失等，整个传感器处于缓慢发展的状态。随着物联网的推进，传感器在各大领域的作用越来越明显，我国的传感器企业也迎来了新的机遇。目前中国已经成为全球最大的物联网市场，未来仍有较大的发展空间，物联网需要各式各样的智能传感器，在这一点上我国企业与国外站在了同一起跑线上，智能传感器将是我国未来实现赶超的一个重要的机会。　　03、传感器的趋势所在　　小小传感器驱动数字变革，工厂带来数字化为背景的一场全新工业革命，从无处不在的智能摄像头到部署在城市各个角落的各种传感器，以此对城市各种数据进行收集，并经云端AI技术处理后，有助于提高对交通和街道等城市公共管理能力，仿佛这一切都是建立在传感器上的，那么未来传感器会朝着什么样的方向发展呢?　　(1)微型化　　微型传感器是基于半导体集成电路技术发展的MEMS(microelectro-mechanicalsystems微电子机械系统)技术，利用微机械加工技术将微米级的敏感组件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上，具有体积小、成本低、便于集成等明显优势，并可以提高系统测试精度。现在已经开始用基于MEMS技术的传感器来取代已有的产品。随着微电子加工技术特别是纳米加工技术的进一步发展，传感器技术还将从微型传感器进化到纳米传感器。微型传感器的研制和应用将越来越受到各个领域的青睐。　　(2)智能化　　智能化传感器是由一个或多个敏感元件、微处理器、外围控制及通讯电路、智能软件系统相结合的产物，它兼有监测、判断、信息处理等功能。与传统传感器相比，它具有很多特点。例如，它可以确定传感器工作状态，对测量资料进行修正，以便减少环境因素如温度、湿度引起的误差;它可以用软件解决硬件难以解决的问题;它可以完成资料计算与处理工作等。而且智能传感器的精度、量程覆盖范围、信噪比、智能水平、远程可维护性、准确度、稳定性、可靠性和互换性都远高于一般的传感器。　　(3)仿生化　　仿生传感器是通过对人的种种行为如视觉、听觉、感觉、嗅觉和思维等进行模拟，研制出的自动捕获信息、处理信息、模仿人类的行为装置，是近年来生物医学和电子学、工程学相互渗透发展起来的一种新型的信息技术。随着生物技术和其他技术的进一步发展，在不久的将来，模拟生体功能的仿生传感器将超过人类五官的能力，完善目前机器人的视觉、味觉、触觉和对目标物体进行操作的能力。我们将看到仿生传感器应用的广阔前景。　　(4)无线网络化　　随着通讯技术的发展、无线技术的广泛应用，无线技术也应用到传感器技术中来。比如水文观测中通过传感器收集到水文的信息，然后通过无线技术发送到集中控制平台，这样我们就可以在控制平台上监测到各个点的水文信息。在航天技术中我们通过卫星把传感器的采集数据发回地面，从而了解到到太空中的各种情况。　　04、机遇与挑战　　中国物联网产业将成为万亿元级的新兴产业，物联网具有十分广阔的发展前景。而传感器是构成物联网的基础探测终端，作为物联网发展的重要技术，传感器技术自然成为市场关注的焦点。传感器的应用市场是非常广泛的，这对传感器行业而言无疑是一个极大的机遇。　　也正如大连理工大学唐祯安教授所说：“物联网对传感器行业的挑战在于对传感器产品的多品种的需求，能够满足万事万物的测量要求;传感器的集成化，满足检测、处理、传输系统的综合要求;传感器的网络化以及低功耗特性，打造绿色电子，支持低碳环保的应用需求。”这无疑也是对传感器行业的一个巨大的挑战。　　物联网和传感器必定是相辅相成的。
2019-09-05 00:00 阅读量：1393
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