传感器的分类-传感器的分类有哪些

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  • 传感器的分类
  • 传感器的分类有哪些
  • 传感器都有哪些主要分类

一、传感器的分类


传感器的分类
传感器的种类繁多 , 往往同一种被测量可以用不同类型的传感器来测量,而同一原理的传感器又可测量多种物理量,因此传感器有许多种分类方法 。常用的分类方法有:
1.按被测量分类
1)机械量:
位移、力、速度、加速度、……
2)热工量:
温度、热量、流量(速)、压力(差)、液位、……
3)物性参量:
浓度、粘度、比重、酸碱度、……
4)状态参量:
裂纹、缺陷、泄漏、磨损、……
……
这种分类方法也就是按用途进行分类,给使用者提供了方便 , 容易根据测量对象来选择传感器 。
2.按测量原理分类
按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、光纤磁
敏式、激光、超声波等传感器 。现有传感器的测量原理都是基于物理的、化学的和生物
等各种效应和定律,这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系,有利
于专业人员从原理、设计及应用上作归纳性的分析与研究 。
3.按信号变换特征分类
1)结构型:主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的 。例如,电容式传
感器依靠极板间距离的变化引起电容量的改变 。
2)物性型:是利用敏感元件材料本身物理属性的变化来实现信号变换的 。例如水
银温度计是利用水银的热胀冷缩现象测量温度,压电式传感器是利用石英晶体的压电效
应实现测量等 。
4.按能量关系分类
1)能量转换型:传感器直接由被测对象输入能量使其工作的 。例如热电偶、光电
池等,这种类型传感器也称为有源传感器 。
2)能量控制型:传感器从外部获得能量使其工作,由被测量的变化控制外部供给
能量的变化 。例如电阻式、电感式等传感器,这种类型的传感器必须由外部提供激励源
(电源等) , 因此也称为无源传感器 。
表4.1.1按能量转换型和能量控制型对常用传感器的工作原理进行归纳 。
除以上分类方法外,还可按照输出量分为模拟式传感器和数字式传感器,按照测量
方式分为接触式传感器和非接触式传感器等等 。
表4.1.1
传感器的工作原理按能量关系分类
量转换型
能量控制型
压电效应(压电式)
应变效应(应变片)
压磁效应(压磁式)
压阻效应(应变片)
热电效应(热电偶)
热阻效应(热电阻、热敏电阻)
电磁效应(磁电式)
磁阻效应(磁敏电阻)
光生伏特效应(光电池)
内光电效应(光敏电阻)
热磁效应
霍尔效应(霍尔元件)
热电磁效应
电容(电容式)
静电式
电感(电感式)


二、传感器的分类有哪些


【传感器的分类-传感器的分类有哪些】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?。?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!
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三、传感器都有哪些主要分类


传感器的主要分类:
一、按用途
压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器 。
二、按原理
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 。
三、按输出信号
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 。
四、按其制造工艺
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 。
五、按测量目
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的 。
化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的 。
生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的 , 用以检测与识别生物体内化学成分的传感器 。
六、按其构成
基本型传感器:是一种最基本的单个变换装置 。
组合型传感器:是由不同单个变换装置组合而构成的传感器 。
应用型传感器:是基本型传感器或组合型传感器与其他机构组合而构成的传感器 。
七、按作用形式
按作用形式可分为主动型和被动型传感器 。
主动型传感器又有作用型和反作用型,此种传感器对被测对象能发出一定探测信号,能检测探测信号在被测对象中所产生的变化,或者由探测信号在被测对象中产生某种效应而形成信号 。检测探测信号变化方式的称为作用型,检测产生响应而形成信号方式的称为反作用型 。雷达与无线电频率范围探测器是作用型实例 , 而光声效应分析装置与激光分析器是反作用型实例 。
被动型传感器只是接收被测对象本身产生的信号,如红外辐射温度计、红外摄像装置等 。
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 。

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