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传感器简史

发布时间:2017年10月09日

传感器 药品冷藏 运输监控

传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,它能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息转换成可用输出信号传递给其他装置或器官,其通常由敏感元件和转换元件组成 。


传感器原理

在古代,传感器就被使用于人们的生活中,但当时的传感器非常简单,有些传感器人们也并不知道其中的原理,只是根据自然现象或者经验而发明的。在我国春秋战国时期发明的司南(指南针),是我国的四大发明之一,其利用地球磁场,准确辨别南北,广泛用于探险、航海。在西方,17世纪初伽利略发明温度计,人们开始便利用温度进行测量。而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后来的热电偶传感器,它为第一次工业革命打下了不可磨灭的贡献。

 

司南

 

20世纪到现在,科学技术得到了突飞猛进的发展,从半导体技术到现在的纳米技术,人们开发了各种各样的传感器,有声学、热学、力学、电力电磁学等等,它们也可为几种原理组成的。下面主要介绍几种常见的传感器:

声学传感器:常见的有超声波传感器,超声波是一种振动频率高于声波的机械波,频率一般在20kHz以上。当超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波的发射体为换能晶片,目前换能晶片主要为PZT材料。

热学传感器:常见的有热电偶传感器、红外线传感器,主要原理为器件受热而产生电流电荷,温度与电流电荷形成一定的线性特性。热电偶(铂-铑-铂)主要用于电炉测温;红外线传感器利用热释电原理制成的器件,广泛应用在航天、国防、生物医学等方面。

力学传感器:常见的有压力传感器,主要原理为器件受到压力而产生电荷(压电效应),通过压力与电荷的线性关系计算出力的大小,常见的用于检测汽车胎压、建筑压力以及各种检测力学的需求,其核心器件是PZT材料。

 

以上传感器是常见而又简单的传感器,它们有时候常常合起来一起使用,如光控声控电灯,它是集声学、光学和延时技术为一体组成的自动照明开关,白天或光线较强时,开关电路为自锁状态,LED灯不亮,当光线黑暗时或晚上来临时,开关进入预备工作状态,此时,当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时,开关自动打开,灯亮,延时一段时间后自动熄灭,从而实现了“人来灯亮,人去灯熄”,杜绝了长明灯,使得LED声光控灯低能耗、长寿命。

 

随着科技的发展传感器越来越先进与复杂,现在传感器通过薄膜、半导体、纳米等制程技术可以测量空气成份含量、果蔬农药残留物质等等。在未来,特别是智能化的发展,传感器的地位越来越重要,了不可取代的器件。

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