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文件名称:一级注册计量师考试综合考点传感器的分类.pdf
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更新时间:2025-05-30
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文档摘要

一级注册计量师考试综合考点:传感器的

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,可分为物理传感器和化学传感器二大类

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。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系

的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数

传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如

可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化

学传感器的应用将会有巨大增长。

按照其用途,传感器可分类为:

压力敏和力敏传感器

位置传感器

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液面传感器

能耗传感器

速度传感器

热敏传感器

加速度传感器

射线辐射传感器

振动传感器

湿敏传感器

磁敏传感器

气敏传感器

真空度传感器

生物传感器

以其输出信号为标准可将传感器分为:

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

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感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。

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

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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。下面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。

按照其制造工艺,可以将传感器区分为:

集成传感器: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: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:利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,

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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-凝胶

等)生产。

完成适当的预备性操作之后,已成形的元件在高温中进行烧结。

厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性,在某些方面,可

以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。每种工艺技术都有自已的优

点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低,以及传感器

参数的高