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传感器


传感器(英文名称: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大类。



传感器的种类

在生产和生活中,传感器的种类主要有一下几类:



1、光传感器

光传感器利用的是半导体的光导效应或光生伏特效应。光生伏特效应是通过光照射,将半导体PN结处产生的电压或电流作为输出加以检测。如光敏二级管,光敏三级管等。这些效应都是利用了光的量子性质。最常见的应用实例,就是光控灯。


2、温度传感器

用于检测温度的物理效应当中,除了利用塞贝克效应的热电偶外,通常利用Pt,W等的金属和氧气物半导体以及非氧化物半导体,有机半导体等的电阻随温度变化来作为温度传感器的。此外,还有利用PN结处电流——电压特性随温度的变化,利用居里温度附近磁特性和介电常数变化的传感器,利用介电常数和压电常数的变化,来检测其共振频率变化的温度的传感器等,如常见的空调的控温。


3、压力传感器

压力传感器大多利用了某种压阻效应。压阻效应是指当压力施加于电阻体上时,会使其电阻值发生变化,该现象称为压阻现象,比金属电阻的变化要明显得多,主要是因在受压后其电子或空穴的迁移率发生变化。比较常见的应用像电子称。


4、磁传感器

磁传感器的常用效应是霍尔效应与磁阻效应。利用霍尔效应的元件是霍尔元件,它是在一半导体薄片两端之间通以电流,如果在薄片垂直方向外加一磁场,则载流子在罗伦兹力的作用下,将沿着与磁场方向垂直的方向移动,若在该方向上设置电极,则可检测出电压来(霍尔电压)。典型应用如电动车的调速方法。


5、气体传感器

气体传感器实际就是半导体气体传感器。主要是气体的吸附效应。如半导体SnO2烧结制成的气敏传感器,其为多晶体,当表面吸附气体分子时,就会在气体分子与烧结体之间发生电子交换。控制载流子运动的晶粒界面处的势垒会发生变化。若在烧结体上设置两个电极,其间电阻将随气体分子吸附情况而增减。一般在还原性气体中电阻值会减少,在氧化性气体中电阻值会增加。最常见的应用实例,就是各种烟雾报警器了。








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