傳感器有哪些作用和分類(lèi)

隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的發(fā)展，傳感器的重要性也日益凸顯起來(lái)。事實(shí)上，傳感器一直都是各種儀器儀表的非常重要的器件，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的前提。那么，傳感器有哪些作用和分類(lèi)呢？

一、傳感器有哪些作用

傳感器有什么作用？這是不少人頗為好奇的問(wèn)題。傳感器實(shí)際上是一種功能塊，主要作用就是將來(lái)自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

為了檢測(cè)和控制各種各樣復(fù)雜的信號(hào)，就必須使獲得的信號(hào)盡量簡(jiǎn)單易于處理，而目前只有電信號(hào)能夠滿(mǎn)足這樣的要求。因?yàn)殡娦盘?hào)能非常容易地實(shí)現(xiàn)放大、反饋、濾波、微分、存貯、遠(yuǎn)距離操作等。因此通車(chē)將作為一種功能塊的傳感器，狹義的定義為：“將外界的輸入信號(hào)變換為電信號(hào)的一類(lèi)元件。”

二、傳感器有哪些分類(lèi)

近年來(lái)，隨著傳感器所檢測(cè)的信號(hào)日益增加，傳感器的品種也日漸增多起來(lái)。在生產(chǎn)和生活中，傳感器主要有如下分類(lèi)：

1．溫度傳感器

除了利用塞貝克效應(yīng)的熱電偶外，在用于檢測(cè)溫度的物理效應(yīng)中，利用較為普遍的是Pt，W等的金屬和氧化物半導(dǎo)體以及非氧化物半導(dǎo)體，有機(jī)半導(dǎo)體等的電阻隨溫度變化來(lái)作為溫度傳感器的。此外，還有利用PN結(jié)處電流——電壓特性隨溫度的變化，利用居里溫度附近磁特性和介電常數(shù)變化的傳感器，利用介電常數(shù)和壓電常數(shù)的變化，來(lái)檢測(cè)其共振頻率變化的溫度的傳感器等，常見(jiàn)的如空調(diào)的控溫等。

2．光傳感器

光傳感器利用的是半導(dǎo)體的光導(dǎo)效應(yīng)或光生伏應(yīng)。光生伏應(yīng)是利用了光的量子性質(zhì)，通過(guò)光照射，將半導(dǎo)體PN結(jié)處產(chǎn)生的電壓或電流作為輸出加以檢測(cè)。如光敏二級(jí)管，光敏三級(jí)管等。光控?zé)艟褪且环N常見(jiàn)的應(yīng)用實(shí)例。

3．壓力傳感器

壓力傳感器通常利用了某種壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)壓力施加于電阻體上時(shí)，會(huì)使其電阻值發(fā)生變化，即出現(xiàn)壓阻現(xiàn)象，比金屬電阻的變化要明顯得多，主要是因在受壓后其電子或空穴的遷移率發(fā)生變化。電子稱(chēng)就是較常見(jiàn)的應(yīng)用。

4．氣體傳感器

氣體傳感器即半導(dǎo)體氣體傳感器，主要利用氣體的吸附效應(yīng)。如半導(dǎo)體SnO2燒結(jié)制成的氣敏傳感器，其為多晶體，當(dāng)表面吸附氣體分子時(shí)，就會(huì)在氣體分子與燒結(jié)體之間發(fā)生電子交換。控制載流子運(yùn)動(dòng)的晶粒界面處的勢(shì)壘會(huì)發(fā)生變化。若在燒結(jié)體上設(shè)置兩個(gè)電極，其間電阻將隨氣體分子吸附情況而增減。一般在還原性氣體中電阻值會(huì)減少，在氧化性氣體中電阻值會(huì)增加。較為常見(jiàn)的應(yīng)用如各種煙霧報(bào)警器。

5．磁傳感器

磁傳感器的常用效應(yīng)是霍爾效應(yīng)與磁阻效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)的元件是霍爾元件，它是在一半導(dǎo)體薄片兩端之間通以電流，如果在薄片垂直方向外加一磁場(chǎng)，則載流子在羅倫茲力的作用下，將沿著與磁場(chǎng)垂直的方向移動(dòng)，若將電極設(shè)置在該方向上，就能檢測(cè)出電壓來(lái)(霍爾電壓)。電動(dòng)車(chē)的調(diào)速方法就是磁傳感器的典型應(yīng)用。