传感器的种类及应用

可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ：

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。

常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。

按照其用途，传感器可分类为：

压力敏和力敏传感器 �位置传感器

液面传感器 �能耗传感器

速度传感器 �热敏传感器

加速度传感器 �射线辐射传感器

振动传感器� 湿敏传感器

磁敏传感器� 气敏传感器

真空度传感器� 生物传感器等。�

以其输出信号为标准可将传感器分为：

模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。�

数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。�

膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。�

开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
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在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：

(1)按照其所用材料的类别分�

金属� 聚合物� 陶瓷� 混合物�

(2)按材料的物理性质分� � 导体� 绝缘体� 半导体� 磁性材料�

(3)按材料的晶体结构分�

单晶� 多晶� 非晶材料�

与采用新材料紧密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向：�

(1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。�

(2)探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。�

(3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并在传感器技术中加以具体实施。�
现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。�

按照其制造工艺，可以将传感器区分为：

集成传感器�薄膜传感器�厚膜传感器�陶瓷传感器
集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。�
薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。�
厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。
陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。�
完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。�
每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。

转速传感器----就是旋转编码器，将转速转换成脉冲波（5VDC)送入PLC或其它处理器进行处理。
电流传感器----就是电流变送器，将0-5A或更大的电流信号转换成4——20mA或0——20mA的标准控制信号给处理器。
电压传感器----就是电压变送器，将0——100V或更大的电压信号转换成0——10V的标准控制信号给处理器。
振动传感器----检测机械设备的振动，进行线性输出或继电器输出。
霍尔传感器---- 就是电感式的接近开关，采用霍尔原理。检测距离不会超过10mm。输出信号一般都是直流三线制的PNP或NPN输出。
缸压传感器——就是压力传感器，可以输出继电器信号也可以是线性信号。
空气流量传感器——可以输出继电器信号或电压、电流的线性信号。
氧传感器 ——
节气门位置传感器
温度传感器 ——这个一般都是线性的电压输出。并且要配合温控器使用
还有

传感器是自动控制中不可缺少的电子器件.广泛用在各种自动控制的设备和家用电器中.
自动控制是由传感器,电子线路和执行机构三部分组成。
传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。
例如光电传感器是将光的强弱变为大小变化的电信号.不同的传感器转为电信号的方式不同.
传感器有很多种.按照其用途，传感器可分类为：
压力敏和力敏传感器 位置传感器
液面传感器 能耗传感器
速度传感器 热敏传感器
加速度传感器 射线辐射传感器
振动传感器 湿敏传感器
磁敏传感器 气敏传感器
真空度传感器 生物传感器等。

将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速传感器属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。前者的输出信号值是转速的线性函数,后者的输出信号频率与转速成正比,或其信号峰值间隔与转速成反比。转速传感器的种类繁多、应用极广，其原因是在自动控制系统和自动化仪表中大量使用各种电机，在不少场合下对低速（如每小时一转以下）、高速（如每分钟数十万转）、稳速（如误差仅为万分之几）和瞬时速度的精确测量有严格的要求。常用的转速传感器有光电式、电容式、变磁阻式以及测速发电机等。
　　光电式转速传感器
它分为投射式和反射式两类。投射式光电转速传感器的读数盘和测量盘有间隔相同的缝隙。测量盘随被测物体转动，每转过一条缝隙，从光源投射到光敏元件（见光电式传感器）上的光线产生一次明暗变化,光敏元件即输出电流脉冲信号（图1）。反射式光电传感器在被测转轴上设有反射记号，由光源发出的光线通过透镜和半透膜入射到被测转轴上。转轴转动时，反射记号对投射光点的反射率发生变化。反射率变大时，反射光线经透镜投射到光敏元件上即发出一个脉冲信号；反射率变小时，光敏元件无信号。在一定时间内对信号计数便可测出转轴的转速值（图2）。
　　变磁阻式转速传感器
它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型，电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种。开磁路式转速传感器（图4a）结构比较简单，输出信号较小，不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成（图4b）。内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在线圈中产生交流感应电势。测出电势的大小便可测出相应转速值。

压力传感器的种类很多，按照信号的产生方式一般有：电压型和频率型两种；
电压型压力传感器有：
压敏电阻式传感器、
可变电感式压力传感器、
膜盒式压力传感器、
可变电阻式压力传感器、
压力开关型的压力传感器等。
频率型压力传感器有：
电容式及弹性波式压力传感器。
在汽车中应用最广的是压敏电阻式及电容式压力传感器和开关类型的压力传感器。
一、压敏电阻式压力传感器
压敏电阻式压力传感器的传感元件是由位于膜片表面的压敏电阻与硅钢膜片组成。
膜片的周围有四个电阻互相连接，称为惠斯顿电桥电路，比如我们日常用的家电中的电源电路中整流部分一般用的就是惠思登电桥二极管整流电路。
当压力发生变化时，电桥电路电阻发生改变，电桥两端的5V电压发生变化，通过放大电路放大并转换成信号输出给接收设备。
压敏电阻式压力传感器由于其尺寸小、精度高且生产成本低，所以被广泛的应用在轿车及载货车上，也是目前汽车上进气压力传感器中最先进的一种。
但是，半导体元件的缺点是受温度影响较大，所以一般需要加装晶体管温度补偿电路。
电控系统中的进气压力传感器及轨压传感器大部分属于此种压力传感器。
二、膜盒式压力传感器
这种传感器是由很薄的金属片焊接成气压罐，通过气体的正压力或负压力（即抽真空）使膜盒膨胀或收缩，膜片移动时驱动操纵杆移动，膜片经过微分变换器，使其转换成电阻变化形成电信号输出，工作原理类似于机械高压泵上的冒烟限制器。
三、可变电感式压力传感器
该压力传感器主要是由两个线圈产生互感电压，当交变电压通过一个线圈时，通过互感作用使另一个线圈产生互感电压，耦合越紧则输出电压越大，所以，当铁芯向线圈中间移动时，输出信号增大。
四、开关型压力传感器
开关型压力传感器应用比较广泛，一般分薄膜式压力传感器和弹簧管式压力传感器。
1）薄膜式压力传感器：该型传感器普遍用于汽车中的报警电路中，如储气筒压力传感器、机油压力开关、空滤堵塞传感器等等。
该型传感器主要由膜片、弹簧、触点等组成，当压力低于标定值时，膜片在复位弹簧的作用下向下移动，从而使触点闭合，点亮相应报警灯。
2）弹簧管式压力传感器
在以前的旧车型中主要用于机油压力的报警装置中，如EQ1090型载货汽车及WD615发动机的机油压力传感器。
它由动触点、静触点及管型弹簧构成，当机油压力高于规定值时（一般是0.8±0.05kPa）弹簧管受压力驱动，变形较大，使触点分开，报警灯回路被切断，报警灯熄灭，当压力低于规定值时，弹簧管变形较小，触点处于接通状态，报警灯形成回路，使报警灯点亮。
五、电容式压力传感器
该类型传感器是用氧化铝膜片与底板一起形成电容，当有压力作用在膜片上时，膜片产生压力差，经过集成电路处理后产生与压力成正比的可变频率信号。
其实该型传感器就是一个通过改变间隙使两极板之间的电容值发生变化，使谐振频率发生变化，控制装置根据信息的频率便可计算出当时的绝对压力。
该类型压力传感器在轿车中应用较多。
压力传感器除上述部分外，还有如可变电阻式压力传感器、差动变压器式压力传感器等等，之后再一一介绍！

传感器种类有：温度传感器、力学量传感器、气体传感器传感器、光传感器、磁传感器、湿度传感器、电压传感器、生物传感器、离子传感器.
应用领域有：工业生产自动化、国防现代化、航空技术、航天技术、能源开发、环境保护与生物科学、家庭现代化。
如果要说得更具体化，那太多了。