传感器分为哪两大类?他们有何特点?有何区别?请各类分别举出2中传感器。
传感器的分类
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。
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。
传感器的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
变送器的定义:应用在工业现场、能输出标准信号的传感器称为变送器。这个术语有时与传感器通用。
在《自动控制原理》中,变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号的转换器。至于有时候与传感器通用是因为现代的多数传感器的输出信号已经是通用的控制器可以接收的信号,此信号可以不经过变送器的转换直接为控制器所识别。所以,传统意义上的“变送器”意义应该是:“把传感器的输出信号转换为可以被控制器或者测量仪表所接受标准信号的仪器”。
传感器是什么?
从它的名称来看,传与感二字。传是指传输,感是指感知。实际上是先有感知',其次转换,最后传输。因此传输是目的,转换是手段,感知是基础。把能够将被测变量(温度、励、液位、流量)感知出来的元件叫做敏感元件,把能够将感知出来的变量转换成非标准的电信号或其它形式输出信号叫做转换元件。因此传感器的组成由敏感元件和转换元件组成。
变送器是什么?
从变送器的名称来看,有变、送二字。变是变换、送是输送。实际上先有变换再有输送,那么输送是目的,变换是基础。变换部分是将传感器传输过来的非标准电信号或其它形式信号变换成标准电信号,如4-20mA、1-5v, 然后再将标准信号输送至二次仪表。
变送器与传感器区别
1、接线制与电源:传感器有二线制、三线制、四线制的,有的需要额外供电电源,有的不需要供电电源。变送器基本上是两线制且供电电源与信号为同一组线。
2、信号:传感器输出的信号有非标准电信号或其它形式的信号,是微弱的非标准信号,变送器输出的是标准电信号,输出信号强。远距离则以标准电流信号传输,近距离则可以用标准电压信号进行传输。
3、一次仪表和二次仪表:变送器和传感器都是一次仪表。 一次仪表用于信号采集转换,二次仪表可接受一次仪表采集转换的信号,可用于显示、控制、报警、监控等方面。传感器与变送器做成一体式,即有一次仪表的功能, 又具备二次仪表的功能,也就是说的智能变送器。
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