传感器知识大全

什么叫传感器？从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器

是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以

直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为

①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

②化学类，基于化学反应的原理。

③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、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（还有人曾将传感器分46类）。

下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍:    

温度传感器及热敏元件：温度传感器主要由热敏元件组成。热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热

电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范

围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。有灵敏度高、稳定性好、

响应快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等的温控系统。几种

实用测温传感器 空调内专用温控传感器；  气温测量传感器。

光传感器及光敏元件光传感器主要由光敏元件组成。目前光敏元件发展迅速、品种繁多、应用广泛。市场出售的有光敏电阻

器、光电二极管、光电三极管、光电耦合器和光电池等。由于气体与人类的日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和

改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着极其重要的作用。通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气

体的浓度。电化学气敏传感器一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的

电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点

，应用极其广泛。　　

在一定意义上传感器与人的感官有对应的关系，其感知能力已远超过人的感官。例如利用目标自身红外辐射进行观察的红外

成像系统（夜像仪），黑夜中可1000米发现人，2000米发现车辆；热像仪的核心部件是红外传感器。1991年海湾战争中，

伊拉克的坦克配置的夜视仪探测距离仅800米，还不及美英联军的一半，黑暗中被打得惨败是必然的。目前世界各国都将传

感器技术列为优先发展的高新技术的重点。为了大幅度提供传感器的性能，将不断采用新结构、新材料和新工艺，向小型化、

集成化和智能的方向发展。 

传感器的领域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下表。

1.按照其用途，传感器可分类为：压力传感器 位置传感器 液面传感器 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 24GHz雷达传感器

2.按照其原理，传感器可分类为：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为金属、聚合物、 陶瓷、 混合物

(2) 按材料的物理性质分类可分为：导体、绝缘体、半导体、 磁性材料

(3)按材料的晶体结构分类可分为：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。力敏传感器的种类甚多，传

统的测量方法是利用弹性材料的形变和位移来表示。随着微电子技术的发展，利用半导体材料的压阻效应（即对其某一方向

施加压力，其电阻率就发生变化）和良好的弹性，已经研制出体积小、重量轻、灵敏度高的力敏传感器，广泛用于压力、加

速度等物理力学量的测量。以磁敏元件为基础的磁敏传感器在一些电、磁学量和力学量的测量中广泛应    用。

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;

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