合肥学院工程测试技术论文

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1、合肥学院机械工程测试技术传感器的应用与发展姓名：吴向青年级：三年级班级：（3）班专业：机械工程学号：*********6摘要：人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。　　新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。　　在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和

2、控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。　　一、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、流体传感器——触觉　　　敏感元件的分类：　　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

3、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）。二、特点新型传感器的特点包括：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，目前已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。三、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

4、和化学传感器二大类：6　　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称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。1.传感器按照其用途分类　　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。　　24GHz雷达传感器2.传感器按照其原理分类　　振动传感器湿敏传感器　　磁敏传感器气敏传感器　　真

5、空度传感器生物传感器等。3.传感器按照其输出信号为标准分类　　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。4.传感器按照其材料为标准分类　　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

6、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　　金属聚合物陶瓷混合物　　(2)按材料的物理性质分：导体绝缘体半导体磁性材料　　(3)按材料的晶体结构分：　　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。　　现代传感器

7、制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。5.传感器按照其制造工艺分类6　　集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器　　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

8、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