傳感器論文

1、傳感器 傳感器隨著信息化時代的到來，信息科學技術(shù)飛速發(fā)展，傳感器作為信息技術(shù)的重要組成部分，其發(fā)展水平標志著一個國家的科學技術(shù)發(fā)展的水平，成為信息時代的焦點。各類傳感器在已經(jīng)廣為應(yīng)用于生產(chǎn)生活的方方面面，傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，被認為是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，也是國內(nèi)外公認的最具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和朝陽產(chǎn)業(yè)。一、傳感器的作用與地位信息處理技術(shù)取得的進展以及微處理器和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進展

2、。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個結(jié)構(gòu)組成，其重要性變得越來越明顯。人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官?！?/p>

3、沒有傳感器技術(shù)就沒有現(xiàn)代科學技術(shù)”的觀點現(xiàn)在已為全世界所公認?？茖W技術(shù)越發(fā)、自動化程度越高，對各種傳感器的需求越大。傳感器的輸入通常是各種外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧） ，輸出信號通常是電量。它便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等。電量有很多形式，如電壓、電流、電阻、電容等，輸出信號的形式由傳感器的原理確定。傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防科研、信息產(chǎn)業(yè)、機械、電力、能源、交通、冶金、石油、建筑、郵電、生物、醫(yī)學、

4、環(huán)保、材料、災(zāi)害預(yù)測預(yù)防、農(nóng)林、漁業(yè)生產(chǎn)、食品、煙酒制造、機器人、家電等諸多領(lǐng)域,可以說幾乎滲透到每個領(lǐng)域。傳感器其發(fā)展歷史可以追溯到 17 世紀初，從伽利略發(fā)明溫度計開始，人們就已開始溫度進行測量。而真正把溫度變成電信號的傳感器是 1821 年由德國物理學家賽貝發(fā)明的，這就是后來的熱電偶傳感器。五十年以后，另一位德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。在半導體技術(shù)的支持下，本世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN 結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器

5、。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。直至今日，各類不同的傳感器業(yè)已應(yīng)用于不同行業(yè)的不同領(lǐng)域，各司其職。現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術(shù)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(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。現(xiàn)代社會的工業(yè)生產(chǎn)中對各類傳感器的要求已經(jīng)越來越高，傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足諸如，精確性、可靠性、靈敏性等各項性能指標的需求?，F(xiàn)在的新型高性

6、能微型傳感器主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。傳感器在現(xiàn)代家庭中的應(yīng)用比比皆是：數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：紅外測距傳感器；冰箱、電飯煲：溫度檢測（熱敏電阻）等等。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。二、電子式壓力式傳感器的設(shè)計壓力傳感器是

7、工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。如圖 2（b）所示，當向空腔部分加上一定的壓力時，膜片受到一定程度的拉伸或收縮而產(chǎn)生形變。壓電電阻的排列方法如圖 3 所示，受到拉伸的電阻 R2 和 R4 的阻值增加；受到壓縮的電阻 R1 和 R3 阻值減小。圖 4 由于各壓電電阻如圖 4 那樣組成橋路結(jié)構(gòu)，如果將它們連接到恒流源上，則由于壓力的增減，將在輸出端獲得輸出

8、電壓 ΔV， 當壓力為零時的 ΔV 等于偏置電壓 Voffset,在理想狀態(tài)下我們希望 Voffset=0V，實際上在生成擴散電阻體時，由于所形成的擴散電阻體尺寸大小的不同和存在雜質(zhì)濃度的微小差異，因此總是有某個電壓值存在。壓力為零時，R1=R2=R3=R4=R，我們把加上一定壓力時R1、R2 電阻的變化部分記作 ΔR；相應(yīng) R3、R4 電阻的變化部分記作-ΔR，于是ΔV=ΔRI 。 這個 ΔV 相對壓力呈現(xiàn)幾乎完全線性的特性，只是