传感器种类及其发展..doc

传感器及其发展B09金融学 2班 张雪晴 0904090230一、 传感器 (英文名称:transducer/sensor是一种检测装置,能感受到被测 量的信息, 并能将检测感受到的信息, 按一定规律变换成为电信号或其他所需形 式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它 是实现自动检测和自动控制的首要环节。二、以下我们介绍三种传感器及其应用:(1 接近传感器 是种开关型传感器(即无触点开关 ,它代替限位开关等接触式检测方式, 以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。 能将检测对象的移动信息和存在信息 转换为电气信号, 在转换为电气信号的检测方式中, 包括利用电磁感应引起的检测对象的金 属体中产生的涡电流的方式、 捕捉检测体的接近引起的电气信号的容量变化的方式、 利用磁 石和引导开关的方式。接近传感器被广泛应用于金融工商、自助银行、 ATM 监控人体接近报警、电力保安, 各种机械、机床制造制造业及航空工业、汽车工业、船舶交通运输、建筑、地等各行各业 , 作限位、定位检测、自动计数、测速、自动保护、工业生产自动流水线及微机信号 , 数控装 置等应用。(2 环境光传感器 可以感知周围光线情况, 并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度, 降 低产品的功耗。例如, 在手机、 笔记本等移动应用中, 显示器消耗的电量高达电池总电量的 30%, 采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间。另一方面,环境光传感器有 助于显示器提供柔和的画面。当环境亮度较高时,使用环境光传感器的液晶显示器会 自动调成高亮度。当外界环境较暗时,显示器就会调成低亮度,实现自动调节亮度。 环境光传感器需要在芯片上贴一个红外截止膜, 甚至直接在硅片上镀制图形化的红外 截止膜。(3 压力传感器 是工业实践中最为常用的一种传感器,一般普通压力传感器的输出为模拟 信号,模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的时间间隔 内, 其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。 而我们通常使用的压力传 感器主要是利用压电效应制造 。其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航 空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。三、 传感器的发展趋向 主要分为以下几点:(1向高精度发展随着自动化生产程度的不断提高 对传感器的要求也在不断提高 必须研制出具有灵敏度 高 精确度高响应速度快 互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性 目前能生产万 分之一以上的传感器的厂家为数很少 其产量也远远不能满足要求(2 向可靠性 宽温度范围发展传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能 研制高可靠性 宽温度范围的传感器 将 是 永 久 性 的 方 向 提 高 温 度 范 围 历 来 是 大 课 题 大 部 分 传 感 器 其 工 作 范 围 都 在 -20 至 70 在军用系统中要求工作温 度在 -40至 85 范围 而汽车锅炉等场合要求传感器 的温度要求更高 因此发展新兴材料 如陶瓷 的传感器将很有前途(3 向微型化发展各种控制仪器设备的功能越来越大 要求各个部件体积能占位置越小越好 因而传感器本身 体积也是越 小越好 这就要求发展新的材料及加工技术 目前利用硅材料制作的传感器体积 已经很小 如传统的加速度传感器由重力块和弹簧等制成的 体积较大 稳定性差 寿命也 短 而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小 互换性可靠性都较 好(4 向微功耗及无源化发展传感器一般都是非电量向电量的转化 工作时离不开电源 在野外现场或远离电网的地 方 往往是用电 池供电或用太阳能等供电 开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展 方向 这样既可以节省能源又可以提高系统寿命 目前 低功耗损的芯片发展很快 如 T12702 运算放大器 静态功耗只有 1.5A 而工作电 压只需 2-5V(5向智能化数字化发展随着现代化的发展 传感器的功能已突破传统的功能 其输出不再是一个单一的模拟 信号 如 0 - 10mV 而是经过微电脑处理好后的数字信号 有的甚至带有控制功能 这就是所 说的数字传感器 。世界传感器市场正在稳步发展中, 新的应用领域也在不断的增长。 传感器领域的主要技 术将在现有基础上予以延伸和提高, 各国竞相加速新一代传感器的开发和产业化, 竞争更加 激烈。 中国的传感器产业起步较晚, 经过多年发展逐步到自主研发和生产制造产业化, 整个 行业已初具规模,并且进入到了快速发展阶段。半导体传感器市场份额会继续增加,而以 MEMS 为基础的智能化传感器和具有总线能力的传感器将会成为市场的主流。 MEMS 传感 器将成为全世界增长最快的产品之一,惯性测量器件、微流量器件、光 MEMS 器件、压力 传感器、加速度传感器、微型陀螺和汽车领域应用的 MEMS 器件等的应用将具有巨大的市 场潜力。传感器需求增长最快的汽车市场,其次是过程控制市场。 未来数年里,传感