霍尔式压力传感器与应变式压力传感器

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类方法很多．主要有如下几种：（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应用传感器（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器（图1）流体传感器——触觉敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

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（还有人曾将敏感元件分46类）。

传感器应用技术(第2版)1. 引言传感器是现代科技中不可或缺的组成部分，它们广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗诊断、环境监测等。

随着科技的不断发展，传感器的种类和应用范围也日益扩大。

本文将介绍传感器的应用技术，包括传感器的分类、工作原理以及在不同领域中的应用实例。

2. 传感器分类传感器按照其工作原理和测量参数的不同可以分为多种类型，常见的传感器分类包括：2.1 基于测量参数的分类•温度传感器：用于测量温度的传感器，常见的有热电偶、热敏电阻等。

•湿度传感器：用于测量湿度的传感器，常见的有湿度电容器、湿敏电阻等。

•压力传感器：用于测量压力的传感器，常见的有压力传感膜片、应变式压力传感器等。

•光学传感器：用于测量光的强度和频率的传感器，常见的有光敏电阻、光电二极管等。

•加速度传感器：用于测量加速度的传感器，常见的有压电式加速度传感器、微机械式加速度传感器等。

2.2 基于工作原理的分类•电阻型传感器：利用电阻的变化来测量参数，常见的有热敏电阻、湿敏电阻等。

•容性传感器：利用电容的变化来测量参数，常见的有湿度电容器、触摸屏等。

•感应型传感器：利用感应原理来测量参数，常见的有电磁感应式传感器、霍尔效应传感器等。

•光学传感器：利用光的变化来测量参数，常见的有光敏电阻、光电二极管等。

•声波传感器：利用声波的变化来测量参数，常见的有振动式、电容式声音传感器等。

3. 传感器工作原理传感器的工作原理基于物理现象或化学过程，并将其转化为电信号输出。

常见的传感器工作原理包括：3.1 电阻变化原理利用电阻随环境或被测参数的变化而变化的性质来测量参数。

例如，热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，可以通过测量电阻值来得到温度信息。

3.2 电容变化原理利用电容随环境或被测参数的变化而变化的性质来测量参数。

例如，湿度电容器的电容值随湿度的变化而变化，可以通过测量电容值来得到湿度信息。

3.3 感应变化原理利用感应原理来测量参数。

例如，霍尔效应传感器利用磁场的变化来测量磁场强度。

常见的25种传感器类型介绍“蓝⾊字”传感器的作⽤实际上是⼀种功能块，其作⽤是将来⾃外界的各种信号转换成电信号。

例如，⽇常⽣活中使⽤的话筒，⼿机中的麦克风，它将声⾳转换成电信号，然后放⼤到最佳范围。

然后，在扬声器的o / p处将电信号变成⾳频信号。

如今传感器所检测的信号近来显著地增加，因⽽其品种也极其繁多。

今天我们来看看传感器的种类吧：1.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、⼒、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的⼀种器件。

主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、⽓敏、湿敏等电阻式传感器件。

2.变频功率传感器变频功率传感器通过对输⼊的电压、电流信号进⾏交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输⼊⼆次仪表相连，数字量输⼊⼆次仪表对电压、电流的采样值进⾏运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

3.称重传感器称重传感器是⼀种能够将重⼒转变为电信号的⼒→电转换装置，是电⼦衡器的⼀个关键部件。

能够实现⼒→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁⼒式和电容式等。

电磁⼒式主要⽤于电⼦天平，电容式⽤于部分电⼦吊秤，⽽绝⼤多数衡器产品所⽤的还是电阻应变式称重传感器。

电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度⾼，适⽤⾯⼴，且能够在相对⽐较差的环境下使⽤。

因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了⼴泛地运⽤。

4.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变⽚具有⾦属的应变效应，即在外⼒作⽤下产⽣机械形变，从⽽使电阻值随之发⽣相应的变化。

电阻应变⽚主要有⾦属和半导体两类，⾦属应变⽚有⾦属丝式、箔式、薄膜式之分。

半导体应变⽚具有灵敏度⾼(通常是丝式、箔式的⼏⼗倍)、横向效应⼩等优点。

5.压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基⽚上经扩散电阻⽽制成的器件。

其基⽚可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基⽚内接成电桥形式。

《传感器检测技术》复习题库一、不定项抉择题（每题5分，共15分）1、随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。

手靠近干手机能使传感器工作，是因为（ D ）A ．改变了湿度B ．改变了温度C ．改变了磁场D ．改变了电容2、传感器能感知的输入变化量越小， 表示传感器的（ D ）A ．线性度越好B ．迟滞越小C ．重复性越好D ．分辨力越高4、金属丝应变片在测量构件的应变时，电阻的相对变化要紧由 ( B ) 来决定的。

A 、贴片位置的温度变化B 、 电阻丝几何尺寸的变化C 、电阻丝材料的电阻率变化D 、外接导线的变化5、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的阻碍，可采纳 ( B )。

A 电压放大器；B 电荷放大器；C 前置放大器 ；D 电流放大器6、不能采纳非接触方式测量的传感器是：（ C ）。

A 、霍尔传感器；B 、光电传感器；C 、热电偶；D 、涡流传感器7、通常所说的传感器核心组成部分是指：（ B ）A 、 敏感元件和传感元件B 、敏感元件和转换元件C 、转换元件和调理电路D 、敏感元件、调理电路和电源8、压电加速度计固定在试件上承受振动时，质量块将产生一可变力作用在晶体片上，由于 ( A )效应在晶体片两表面上就有( D )产生。

A 、正压电；B 、逆压电；C 、电压；D 、电荷9、下列四种光电元件中，基于外光电效应的元件是：（C ）A 、光敏二极管B 、硅光电池C 、光电管D 、光导管10、以下关于热电阻与热敏电阻的说法，错误的是：（ D ）A 、热电阻一般采纳纯金属材料，而热敏电阻采纳半导体材料；B 、热电阻的温度−−电阻系数一般是线性的，而热敏电阻的温度−−电阻系数一般是非线性的；C 、热电阻结构简单、体积小，因此能够测量“点温”；而在测温范围内，热电阻的电阻温度系数相对较为稳定；D 、一般说来，热电阻的温度系数比热敏电阻的的温度系数大。

1.应变式传感器的原理电阻应变片基于电阻应变效应，即导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）时其值发生相应变化。

2.应变式传感器应用：A．应变式传力感器：a.柱（筒）力传感器。

b.环式力传感器。

c.悬臂梁式传感器。

B.应变式压力传感器。

C.应变式容器内液体重量传感器。

D.应变式加速度传感器。

3.自感式电感传感器工作原理：自感式电感传感器是利用线圈自感量的变化来实现测量的。

当被测量发生变化时，使衔铁发生位移，引起磁路中磁阻变化，从而导致电感线圈的电感量变化，就能确定衔铁位移量的大小和方向，这种传感器又称为变磁阻式传感器。

差动变隙式传感器由两个完全相同的电感线圈合用一个衔铁和相应的磁路组成。

4.自感式电感传感器的应用：当压力进入膜盒时，膜盒的顶端在压力P的作用下产生于压力P大小成正比的位移，于是衔铁也发生移动，从而使气隙发生变化，流过线圈的电流也发生相应的变化，电流表A的指示值就反映了压力的大小。

变隙式差动传感器：当被测压力进入C形弹簧管时，C型弹簧管产生变形，其自由端发生位移，带动与自由端连接成一体的衔铁运动，使线圈1和线圈2中的电感发生大小相等、符号相反的变化。

即一个电感量增大，一个电感量减小。

电感的这种变化通过电桥电路转换成电压输出，所以只要用检测仪表测量出输出电压，即可得知被测压力大小。

5.电容式传感器的原理：电容C=εA/d，当被测量变化引起示中介电常数ε，正对面积A，极板间距d的变化时电容C也相应变化，如果保持其中两个参数不变，而改变一个参数，就可以把该参数的变化转变成电容量的变化，通过测量电路就可以转换为电量输出。

6.电容式传感器可分为变极距型，便面积型和变介质型。

7.电容式传感器的应用：电容式压力传感器，电容式加速度传感器。

差动式电容测厚传感器。

8.压电式传感器的工作原理：就是利用压电材料的压电效应，即有压力作用在压电材料上时，传感器有电荷（或电压）输出。

9.压电式传感器的应用：压电式测力传感器，压电式加速度传感器，压电式金属加工切削力测量10.磁电感应式传感器工作原理：是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。

传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类传感器的分类方法很多．主要有如下几种：（1）按被测量分类，可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。

这种分类有利于选择传感器、应用传感器（2）按照工作原理分类，可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。

这种分类有利于研究、设计传感器，有利于对传感器的工作原理进行阐述。

（3）按敏感材料不同分为半导体传感器、瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。

这种分类法可分出很多种类。

（4）按照传感器输出量的性质分为摸拟传感器、数字传感器。

其中数字传感器便干与计算机联用，且坑干扰性较强，例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等。

传感器数字化是今后的发展趋势。

（5）按应用场合不同分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。

若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。

（6）根据使用目的的不同，又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。

主要特点传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。

微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

主要功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、传感器（图1）流体传感器——触觉敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

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（还有人曾将敏感元件分46类）。