物理型傳感器方類方法(物理型傳感器分類方法和類型)
1.物理型傳感器有哪些分類方法和類型
可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理（傳感器工作的基本物理或化學效應）；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。
根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類 ：
傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的?；瘜W傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。
常見傳感器的應用領域和工作原理列于表1.1。
按照其用途，傳感器可分類為：
壓力敏和力敏傳感器 ？位置傳感器
液面?zhèn)鞲衅?？能耗傳感器
速度傳感器 ？熱敏傳感器
加速度傳感器 ？射線輻射傳感器
振動傳感器？ 濕敏傳感器
磁敏傳感器？ 氣敏傳感器
真空度傳感器？ 生物傳感器等。？
以其輸出信號為標準可將傳感器分為：
模擬傳感器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。？
數字傳感器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號（包括直接和間接轉換）。？
膺數字傳感器——將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出（包括直接或間接轉換）。？
開關傳感器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
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在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：
(1)按照其所用材料的類別分？
金屬？ 聚合物？ 陶瓷？ 混合物？
(2)按材料的物理性質分？ ？ 導體？ 絕緣體？ 半導體？ 磁性材料？
(3)按材料的晶體結構分？
單晶？ 多晶？ 非晶材料？
與采用新材料緊密相關的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個方向：？
(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應，然后使它們能在傳感器技術中得到實際使用。？
(2)探索新的材料，應用那些已知的現象、效應和反應來改進傳感器技術。？
(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應，并在傳感器技術中加以具體實施。？
現代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術的、能夠轉換能量形式的材料。？
按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為：
集成傳感器？薄膜傳感器？厚膜傳感器？陶瓷傳感器
集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。？
薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底（基板）上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。？
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠-凝膠等）生產。？
完成適當的預備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。？
每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
2.傳感器的分類方式有哪些
傳感器細分的話，分類很多，這是參考維庫儀器儀表網上的分類：光電/光敏傳感器 電磁/磁敏傳感器 霍爾/電流（壓）傳感器 超聲波/聲敏傳感器 光纖/激光傳感器 測距/距離傳感器 視覺/圖像傳感器 微波傳感器 光柵/光幕傳感器 壓力/稱重/力（敏）傳感器 力矩/扭矩傳感器 溫度/濕度/溫濕度傳感器 汽車傳感器 速度/加速度傳感器 氣體/氣敏/煙霧傳感器 料位/液位傳感器 振動/接近/位移傳感器 流量傳感器 風速/風向/風量傳感器 角度/傾角傳感器 紅（紫）外/射線/輻射傳感器 色標/顏色傳感器 火焰（警）傳感器 生物傳感器 壓電傳感器 電量傳感器 旋轉傳感器 區(qū)域傳感器 高壓傳感器 壓差傳感器 長度傳感器 電阻/電容/電感傳感器 分析傳感器 電導率傳感器 離子傳感器 硬度傳感器 密度傳感器 慣性傳感器 MEMS傳感器 無線傳感器 智能傳感器 金屬氧化傳感器 陀螺儀 其他傳感器。
3.傳感器有哪幾種基本的分類形式
一、按用途
壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、溫濕度傳感器、氣體傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。
二、按原理
振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。
三、按輸出信號
模擬傳感器：將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。
數字傳感器：將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號（包括直接和間接轉換）。
膺數字傳感器：將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出（包括直接或間接轉換）。
開關傳感器：當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
四、按其制造工藝
集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。
通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。
薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底（基板）上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產。
完成適當的預備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產所需的資本投入較低，以及傳感器參數的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
五、按測量目
物理型傳感器是利用被測量物質的某些物理性質發(fā)生明顯變化的特性制成的。
化學型傳感器是利用能把化學物質的成分、濃度等化學量轉化成電學量的敏感元件制成的。
生物型傳感器是利用各種生物或生物物質的特性做成的，用以檢測與識別生物體內化學成分的傳感器。
六、按其構成
基本型傳感器：是一種最基本的單個變換裝置。
組合型傳感器：是由不同單個變換裝置組合而構成的傳感器。
應用型傳感器：是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構組合而構成的傳感器。
七、按作用形式
按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。
主動型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產生的變化，或者由探測信號在被測對象中產生某種效應而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型，檢測產生響應而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例，而光聲效應分析裝置與激光分析器是反作用型實例。
被動型傳感器只是接收被測對象本身產生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。
4.常用傳感器種類有哪些
可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉換原理（傳感器工作的基本物理或化學效應）；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。
根據傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類 ：
傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。
化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數傳感器是以物理原理為基礎運作的。化學傳感器技術問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。
5.傳感器的種類有哪些
一、根據輸入物理量可分為：位移傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、溫度傳感器及氣敏傳感器等。
二、根據工作原理可分為：電阻式、電感式、電容式及電勢式等。三、根據輸出信號的性質可分為：模擬式傳感器和數字式傳感器。
即模擬式傳感器輸出模擬信號，數字式傳感器輸出數字信號.四、根據能量轉換原理可分為：有源傳感器和無源傳感器。有源傳感器將非電量轉換為電能量，如電動勢、電荷式傳感器等；無源程序傳感器不起能量轉換作用，只是將被測非電量轉換為電參數的量，如電阻式、電感式及電容光煥發(fā)式傳感器等。
6.傳感器分類有哪幾種
半導體傳感器可分為物理傳感器（檢出對象為光、溫度、磁、壓力、濕度等）、化學傳感器（檢出對象為氣體分子、離子、有機分子等）、生物傳感器（檢出對象為生物化學物質）。
簡單的說一下熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。
也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。
7.傳感器的種類及應用有哪些
將旋轉物體的轉速轉換為電量輸出的傳感器。轉速傳感器屬于間接式測量裝置，可用機械、電氣、磁、光和混合式等方法制造。按信號形式的不同，轉速傳感器可分為模擬式和數字式兩種。前者的輸出信號值是轉速的線性函數，后者的輸出信號頻率與轉速成正比，或其信號峰值間隔與轉速成反比。轉速傳感器的種類繁多、應用極廣，其原因是在自動控制系統(tǒng)和自動化儀表中大量使用各種電機，在不少場合下對低速（如每小時一轉以下）、高速（如每分鐘數十萬轉）、穩(wěn)速（如誤差僅為萬分之幾）和瞬時速度的精確測量有嚴格的要求。常用的轉速傳感器有光電式、電容式、變磁阻式以及測速發(fā)電機等。
光電式轉速傳感器 它分為投射式和反射式兩類。投射式光電轉速傳感器的讀數盤和測量盤有間隔相同的縫隙。測量盤隨被測物體轉動，每轉過一條縫隙，從光源投射到光敏元件（見光電式傳感器）上的光線產生一次明暗變化，光敏元件即輸出電流脈沖信號（圖1）。反射式光電傳感器在被測轉軸上設有反射記號，由光源發(fā)出的光線通過透鏡和半透膜入射到被測轉軸上。轉軸轉動時，反射記號對投射光點的反射率發(fā)生變化。反射率變大時，反射光線經透鏡投射到光敏元件上即發(fā)出一個脈沖信號；反射率變小時，光敏元件無信號。在一定時間內對信號計數便可測出轉軸的轉速值（圖2）。
變磁阻式轉速傳感器 它屬于變磁阻式傳感器。變磁阻式傳感器的三種基本類型，電感式傳感器、變壓器式傳感器和電渦流式傳感器都可制成轉速傳感器。電感式轉速傳感器應用較廣，它利用磁通變化而產生感應電勢，其電勢大小取決于磁通變化的速率。這類傳感器按結構不同又分為開磁路式和閉磁路式兩種。開磁路式轉速傳感器（圖4a）結構比較簡單，輸出信號較小，不宜在振動劇烈的場合使用。閉磁路式轉速傳感器由裝在轉軸上的外齒輪、內齒輪、線圈和永久磁鐵構成（圖4b）。內、外齒輪有相同的齒數。當轉軸連接到被測軸上一起轉動時，由于內、外齒輪的相對運動，產生磁阻變化，在線圈中產生交流感應電勢。測出電勢的大小便可測出相應轉速值。
