传感器选择总结

传感器选择总结（精选7篇）

传感器选择总结篇1

1.自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了：

【

】

A、提高灵敏度

B、将输出的交流信号转换成直流信号

C、检波后的电压能反映检波前信号的相位和幅度

D、减小体积

2．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离d增加时，将引起传感器的：

【

】

A、灵敏度增加

B、灵敏度减小

C、非线性误差增加

D、非线性误差不变

3.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了：

【

】

A、加长线圈的长度从而增加线性范围

B、提高灵敏度，减小温漂

C、降低成本

D、增加线圈对衔铁的吸引力

4．NTC型半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率：

【

】

A、上升 B、迅速下降 C、保持不变 D、归零

5．某金属在一束黄光照射下，正好有光电子逸出，下述说法中正确的是：【

】

A、增大光强，而不改变光的频率，光电子的最大初动能将不变

B、用一束更大强度的红光代替黄光，仍能发生光电效应

C、用强度相同的紫光代替黄光，光电流的强度将增大

D、用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不会发生光电效应 6.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小：

【

】

A、两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B、两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C、两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D、两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

7.下面说法正确的是：

【

】

A、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线的途径传播；

B、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿弯曲的途径传播；

C、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿螺旋线的途径传播；

D、光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。8.光纤的纤芯是用材料制成的。

【

】

A、高折射率的玻璃

B、高折射率的塑料

C、低折射率的玻璃

D、低折射率的塑料

9.光敏电阻受到光照射时,其阻值随光通量的增大而。

【

】

A、变大

B、不变

变为零

D、变小 10.光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须有光源和两个重要部件。

【

】

A、反射镜

B、透镜

C、光栅

D、光探测器

11.数值孔径NA是光纤的一个重要参数，以下说法不正确的是：

【

】

A、数值孔径反映了光纤的集光能力

B、光纤的数值孔径与其几何尺寸有关

C、数值孔径越大，光纤与光源的耦合越容易

D、数值孔径越大，光信号的畸变也越大

12.差动变压器式传感器可测出微小位移，如想分辨出位移的方向，则应在电路中加电路。【

】

A、加法器

B、检波

C、相敏检波

D、鉴频 13.当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系称为光电管的：【

】

A、伏安特性

B、光照特性

C、光谱特性

D、频率特性

15.下列关于光敏二极管和光敏三极管的对比不正确的是

【

】

A、光敏二极管的光电流很小，光敏三极管的光电流则较大

B、光敏二极管与光敏三极管的暗电流相差不大

C、工作频率较高时，应选用光敏二极管；工作频率较低时，应选用光敏三极管

D、光敏二极管的线性特性较差，而光敏三极管有很好的线性特性

16.下面四种气体中，不吸收红外光的是：

【

】

A、H20

B、CO2

C、HCL

D、N2 17.在光线作用下，半导体电导率增加的现象属于

【

】

A、外光电效应

B、内光电效应C、光电发射D、热电效应 18.下面说法正确的是：

【

】

A、光纤弯曲半径不能无穷大

B、光纤弯曲半径不宜过大

C、光纤弯曲半径不宜过小

D、光纤弯曲半径可以为零

19.光纤的结构下面说法正确的是

【

】

A、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为包层、纤芯和涂覆层

B、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂覆层

C、光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为纤芯和涂覆层

D、光纤的典型结构是两层同轴圆柱体，自内向外为包层和涂覆层 20.正常人的体温为37°C，则此时的华氏温度约为___，热力学温度约为___。

【

】 A、32F，100K

B、99F，236K

C、99F，310K

D、37F，310K 21.温度上升，光敏三极管、光敏二极管的暗电流:

【

】

A、上升

B、下降

C、不变

D、变化量很小

22.利用光电池驱动液晶计算器1.5-1.8v，需几片串联__能工作。

【

】

A、2

B、3

C、4

D、5 23．电容式传感器灵敏度最高的是:

【

】

A、极距变化型

B、面积变化型

C、介质变化型

D、一样高 24.人造卫星的光电池利用

【

】

A、光电效应

B、光化学效应

C、光热效应

D、感光效应

25.希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为1mm左右，应选择______自感传感器为宜。

【

】

A、变隙式

B、变面积式

C、螺线管式

D、变压器 26.当测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用______型的热电偶。

【

】 A、普通

B、铠装

C、薄膜

D、热电堆 27.欲探测埋藏在地下的金银财宝，应选择直径为________左右的电涡流探头。

【

】

A、0.1mm

B、5mm

C、50mm

D、500mm

28.变间距式电容传感器适用于测量微小位移是因为：

【

】

A、电容量微弱、灵敏度太低

B、传感器灵敏度与间距平方成反比，间距变化大则非线性误差大

C、需要做非接触测量

D、执行要求的操作 29.红外光导摄像管中，红外图像所产生的温度分布可以在靶面上感应出相应电压分布图像的物理基础是：

【

】

A、压电效应

B、电磁感应

C、光电效应

D、热电效应 30.光电式传感器属于

传感器。

【

】

A、接触式

B、非接触式

C、手拿式D、自动式 31.下面说法正确的是：

【

】

A、光纤是普通玻璃拉制成细长圆柱形的线

B、光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称

C、光纤是透明塑料拉制成细长圆柱形的线

D、光纤是白色的细线

32．属于传感器动态特性指标的是（d）

A．重复性

B．线性度

C．灵敏度

D．固有频率

34.（）传感器可用于医疗上-50℃～150℃之间的温度测量。

A.金属辐射式

B.热电偶

C.半导体三极管

D.比色计

35.将电阻应变片贴在（）上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。

A.质量块

B.导体

C.弹性元件

D.机器组件

37.传感器的分辨力越高，表示传感器（）

A 迟滞越小 B重复性越好 C 线性度越好 D 能感知的输入变化量越小

（D）38.测量范围小的电容式位移传感器的类型为（）

A容栅型

B 变介质型

C变极距型

D变极板面积型

39.当某些晶体沿一定方向受外力作用而变形时，其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷，去掉外力时电荷消失，这种现象称为（）A压阻效应 B压电效应 C应变效应 D霍尔效应 41.热电偶温度传感器的T0端称为参考端，又称（）A冷端

B热端

C工作端

D高温端 42.涡流式压力传感器属于*（）

A电阻传感器

B电容传感器

C电感传感器

D压电传感器 43.对传感器实施动态标定，可以确定其（）A重复性

B线性度

C迟滞误差

D相频特性 44.在相同工作条件下，传感器对同一被测量进行多次连续测量所得结果的不一致程度较差，说明传感器的（）

A灵敏度较差

B稳定性较差

C重复性较差

D测量误差较小 45.传感器的主要功能（）

A传递信息

B感受被测量并传递信息

C分析，处理信号

D执行要求的操作 46.非线性度是表示校准曲线（）的程度

A接近真值

B偏离拟合直线

C正反行程不重合 D重复性 47.半导体应变片具有（）的特点

A灵敏度高

B温度稳定性好

C可靠性高

D接口电路复杂

50.传感器输出量的变化量与引起此变化的输入量的变化量之比，称为（）A阈值

B分辨力

C灵敏度

D满量程输出

51.按输出信号的性质分类，应变式位移传感器是一种

A模拟型传感器

B计数型传感器

C代码型传感器

D开关型传感器 52.电容式液位计属于

A容栅型电容传感器

B改变介质型电容传感器

C改变极板间距型电容传感器

D改变面积型传感器 53.下列传感器，不适合静态位移测量的是 A压阻传感器

B电感传感器

C涡流传感器

D压电传感器 54.以下四种传感器中，属于四端元件的是

A霍尔元件

B压电晶体

C应变片

D热敏电阻 55.属于传感器静态特性指标的是

A量程

B阻尼比

C临界频率

D固有频率

56.在下属传感器中，既适于测量大的线位移，又适于测量大的角位移 A电容传感器

B电感传感器

C光栅传感器

D电阻应变传感器 58.下表给出了一些金属材料的逸出功。

现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常数h=6.6*10-34J*s，光速c=3.0*108m/s）A 2种

B 3种

C 4种

传感器选择总结篇2

测量相对振动广泛采用的是电涡流传感器, 而测量绝对振动的可以是精密的激光测量系统、压电加速度传感器、动圈式的速度传感器、以半导体技术为基础的DC MEMS加速度传感器等等。围绕各种传感器感应元件的发展, 人们也在开发传感器的无线传输技术, 如篮牙、RF等等。但考虑到经济性、可靠性和实际应用环境, 电涡流位移传感器和压电加速度传感器仍然是各种故障诊断系统的主要选择。下面将就加速度传感器的选择进行探讨。

每个传感器生产厂均能给出从几十到数百种不同类型的故障诊断用传感器。如何选择合适的传感器对保障一套设备故障监测和诊断系统的成功是非常关键的。既要考虑到传感器技术本身的特性, 也要考虑实际应用的物理环境。

一、传感器技术方面的考虑因素

1. 敏感元件

压电加速度计是最常用的振动传感器, 其常用的敏感元件分为石英压电晶体和陶瓷压电晶体两种。尽管石英器件的时间稳定性更好一些, 但目前的陶瓷烧结技术已能保证陶瓷感应元件的稳定性并满足故障监测的使用要求, 而且分辨率高和本底噪声低, 已被多数厂家做为主力敏感元件使用。

2.信号类型

压电感应元件将加速度通过惯性质量转换成对应比例的电荷量, 电荷输出型传感器直接输出电荷量, 再通过外接电荷放大器转换成电压信号输出到数据采集装置。它可以适应在高温环境中使用。电压输出型传感器有特殊设计的内置微电子电路, 使得传感器可以在高温环境以及温度循环情况下可靠地工作, 内部集成放大电路和输出稳定性、生产成本低等特点也使其被广泛采用。事实上, 除极端高温特殊使用场合 (>160℃) 外, 电压型加速度传感器早已成为国际趋势。

3.传感器结构

传感器结构一般分为压缩式和剪切式两种:压缩式虽然制造简单、成本低, 但受安装应力和温度影响较大;而三角剪切式以其稳定性被广泛采用, 成为主流。

综上所述, 选择陶瓷、三角剪切、电压输出型传感器为多数应用的选择, 除极端高温环境可能需要选择陶瓷、三角剪切、电荷输出型传感器。

二、实际应用的物理环境

1. 需要测量的参数

通常故障诊断需要选择普通的加速度传感器, 这样可以获得原始振动数据, 而与DCS等控制系统配套的需要选择振动变送器类, 也称为4～20mA输出型。如只需要按设定的报警限得到开关量, 就需要选择数字式振动开关。

2. 测量的幅值范围

通常传感器的输出电压范围是±5V, 如选择的是100mV/g灵敏度的传感器, 测量范围是50g, 而低频型的由于低频信号g值很低, 需要选择500mV/g灵敏度的传感器, 测量范围是10g。故要按照需要在灵敏度和测量范围间作出平衡选择。

3. 测量的频率范围

通常厂家给出的频率范围是按一定测量精度确定的, 有5%、10%和3dB。以某型号传感器为例, ±5%时频率范围是2.4～3 000Hz, ±10%时是1.7～5 000Hz, ±3dB时是0.8～8 000Hz, 所以不能简单地说频率范围是多少, 一定要看是按多少精度来确定的。

4. 传感器安装处的温度

除极特殊情况, 只需要考虑温度上限, 普通的4～20mA变送器上限温度是85℃, 特殊高温设计的可到125℃;普通电压型加速度传感器的上限温度是121℃, 特殊高温设计的可到160℃;再高的温度环境就需要选择电荷型的, 可以到260℃, 甚至到480℃。但是适用于高温的传感器的价格也较高, 所以要视具体使用情况做出选择。

5. 是否为水下或其他液体下安装

集成电缆式传感器可以应用在1 000PSI (水下690m) 压力环境下和有液体喷溅的环境下。但在选用时应详细咨询传感器厂家。

6. 测试环境是否有有害或腐蚀性化学物质

通常故障诊断用传感器是采用SS304#不锈钢制造的, 基本能满足多数有腐蚀环境的使用要求。建议在此情况下, 选用聚四氟乙烯 (PTFE) 电缆, 并增加防腐护套。如果是容易发生线缆硬损伤的环境, 要选用铠装电缆。

7. 传感器的安装空间

传感器的安装空间通常是受设备的具体情况限制的。不受限制的情况下可选用成本相对较低的顶出型的产品, 受限制的情况下就要选用侧出型的 (但相对成本要高一些) , 特殊情况下可选用带有旋转底座的产品。

8. 是否选用精密型传感器

精密型传感器是提供全频率范围标定的 (一般自10Hz始) , 如100mV/g, ±5%;而低成本的仅提供单频率点, 如100Hz, 校准数据100mV/g, ±10%。故障诊断最关键的是监测变化, 低成本型能满足多数的应用, 选择时不需要片面追求高成本的精密级传感器。

9. 是否需要防爆等级

需要注意防爆等级符号, 如“EX”、“FM”、“CS”。

1 0. 低频要多低

对于ICP传感器来说, 测量系统的低频响应取决于传感器的放电时间常数 (DTC) 和适调仪/数据采集仪的耦合时间常数 (CTC) 。对于一个阶跃的测量信号, DTC定义是传感器或者系统放电到原始值37%时所需要的时间, DTC和系统的低频响应有直接的联系。

低频响应可以通过DTC计算得到:

压电材料受限于它固有的高通滤波器特性, 所以通常的压电传感器低频能够做到0.2Hz左右。

总之, 传感器的选择是没有一个绝对方案的, 需要从多方面来考虑, 最后求得一个平衡。除了以上的各种因素, 还要考虑是否有长电缆传输问题、电磁干扰问题等。另外传感器的定期标定也是需要考虑的。建议高温及温度波动大的应用环境传感器每年做一次标定, 一般应用场合两年左右做一次标定。除一些必须要求有计量认证的情况需要到国家计量单位标定外, 可以采用便携式标定仪器在设备现场做标定。

三、选型案例

案例1:造纸机湿部轴承监测, 温度<100℃, 高湿环境, 安装空间受限。

选用IMI 607A11集成电缆, 0.5Hz～10kHz, 100mV/g, 量程±50g, 旋转底座安装, 安装高度25mm, 侧出, IP68密封等级, 可防水溅和水雾环境。

案例2:火电厂现有DCS系统, 考虑利用现有未用IO点增加对引, 排风机和驱动电机的振动监控 (采用振动烈度信号) , 信号直接进入DCS, 而不再投入整套故障诊断系统。但要求在设备出现异常时能将振动信号提供给便携式数据采集器, 用于数据分析。

传感器要点总结篇3

如果理想的输出（y）―输入（x）关系是一条直线，即y = a0x，那么称这种关系为线性输出―输入特性。

传感器的实际特性曲线与拟合直线不吻合的程度，在线性传感器中称“非线性误差”或“线性度”。

常用相对误差的概念表示“线性度”的大小，即传感器的实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差的绝对值对满量程输出之比为

式中

elmaxyFS10000e1——非线性误差（线性度）；

——实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差；

yFS ——满量程输出。

2.1.3 迟滞

迟滞表示传感器在输入值增长的过程中（正行程）和减少的过程中（反行程），同一输入量输入时，输出值的差别。

该指标反映了传感器的机械部件和结构材料等存在的问题，如轴承摩擦、间隙不适当、元件磨损（或碎裂）以及材料的内部摩擦等。

迟滞的大小通常由整个检测范围内的最大迟滞值Dmax与理论满量程输出之比的百分数表示，即

etmax10000 yFS 2.1.4 重复性

在同一工作条件下，对同一输入值，按同一方向多次测量的输出值之间的(不)一致程度，称为“重复性”。

重复性是输入量按同一方向作全程连续多次测量时，所得特性曲线间一致程度的标志。

产生原因:同迟滞。

重复性误差eR通常用输出最大不重复误差Dmax与满量程输出yFS之比的百分数表示，即

 eRmax10000

yFS Dmax——D1max与D2max两数值之中的最大者； D1max——正行程多次测量的各个测试点

输出值之间的最大偏差；

D2max——反行程多次测量的各个测试点输出值之间的最大偏差。变形:物体在外力作用下改变原来的尺寸或形状的现象。

弹性变形:如果外力去掉后物体能够完全恢复原来的尺寸和形状的变形。弹性圆柱上各点在垂直于轴线的截面上（a = 90°）的应力、应变为

FF  AAE在平行轴线的截面上（a = 0°）应力、应变为

F F AEA圆柱应变的一般表达式为

悬臂梁根据梁的截面形状不同又可分为等截面梁和等强度梁。

LR` A

轴向应变

径向应变

泊松关系：

金属丝式电阻应变片与半导体式应变片的主要区别在于：前者是利用金属导体形变引起的电阻的变化；后者是利用半导体电阻率变化引起的电阻的变化。

 某应变片的电阻R=350 ，灵敏系数K=2.05，用作应变 800m/m 的传感元件。

 求：  解： R

RK8002.05106drrx0.00164RKR0.001643500.574如果将100 的电阻应变片粘贴在弹性试件上，若试件受力横截面积S=0.5*10-4m2，弹性模量E=2*1011N/m2，若有 F=5*104N的拉力引起电阻变化为1 。试求该应变片的灵敏度系数。E,为测试的应力；（提示： 为应变； E为材料的弹性模量）

RRFSE11005100.5104411

RR1100 K2应变片的灵敏系数

0.005

电阻应变片由----引出线、覆盖层、基片、电阻丝四部分构成。

2100.005一个K=2.1的350 应变片粘贴在铝支柱（其弹性模量E=73GPa）上。支柱的外径为50mm，内径为47.5mm。试计算当支柱承受1000kg负荷时电阻的变化。E为测试的应力；（提示：为应变； E为材料的弹性模量）RKRKR/EKR(F/S)/E解：

S  Dd 97.5mm2.5mmS 44 R350 K2.1 F1000kg9800N E73GPa R2.13509800N191106191mm2m7310Pa290.517 URUEULE  K 4R4温度误差及其产生原因：

1.温度变化引起应变片敏感栅电阻变化而产生附加应变

2、试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变

温度补偿方法

1、桥路补偿法

2、应变片自补偿法

一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图a所示。R1、R2、R3、R4按要求贴在等截面作业：轴上。已知:等截面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E=2×1011N/m2，泊松比0.3，且R1=R2=R3=R4=120Ω, 所组成的全桥型电路如题图b所示，供桥电压U=2V。现测得输出电压U0=2.6mV。求：①等截面轴的纵向应变及横向应变为多少？②力F为多少？作业2 解： 2112 R1R2R3R4120;0.3;S0.00196m;E210N/m;U 2V;U02.6mV

全桥计算：RU0R0.156按U

lR/RR/R轴0.0008125 向应变：lk12

rl横向应变：0.0004875rl 5力：FSE3.18510N

电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。极板面积为A，初始距离为d0，以空气为介质（er=1），电容器的电容为

ACd

C0 0 d0C0d0

练习1：一平板式电容位移传感器初始状态时两极板完全正对，已知：

极板长度a以及宽度b都为4mm，极板间隙0.5mm，极板间介质

为空气。求该传感器静态灵敏度；若极板沿长度方向移动2mm，求

此时电容量。

解：对于平板式变面积型电容传感器，它的静态灵敏度为：

C0b12111 88.85107.0810Fm kga0

极板沿x方向相对移动2mm后的电容量为：

12b(aa)8.85100.004213 C1.41610F 00.5

2W0S

0L自感式、互感式、涡流式三种传感器。2常见的自感式传感器有变间隙式、变面积式和螺线管式三类。6.3.1 电涡流式传感器的工作原理及特性

电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，该电流的流线呈闭合回线，类似水涡形状，故称之为电涡流。

电涡流式传感器是以电涡流效应为基础，由一个线圈和与线圈邻近的金属体组成.电涡流传感器变换原理：

涡流式传感器的变换原理，是利用金属导体在交流磁场中的涡电流效应。如图所示，金属板置于一只线圈的附近，它们之间相互的间距为为δ，当线圈输入一交变电流i时，便产生交变磁通量Φ，金属板在此交变磁场中会产生感应电流i1，这种电流在金属体内是闭合的，所以称之为“涡电流”或“涡流”。涡流的大小与金属板的电阻率ρ、磁导率μ、厚度h，金属板与线圈的距离δ，激励电流角频率ω等参数有关。若改变其中某二参数，而固定其他参数不变，就可根据涡流的变化测量该参数。

电涡流式传感器结构形式

1、变间隙式

2、变面积式

3、螺线管式

4、低频透射式

有一个石英晶体，其面积Ｓ＝３ｃｍ２，厚度ｔ＝0.3mm，压电系数d11=2.31*10-12C/N。求受12到压力p=10MPa作用时产生的电荷q及输出电压U。已知 08.85*10F/m;r4.qd11Fd11pS2.31*1012*10*106*3*1046.93*10 9CC 晶体电容：0*r*St-128.85*10*4.5*3*10340.3*10UqC3.98*10911F 晶体电压：

6.93*103.98*1011174V压电式传感器的测量电路：

1、电压放大器

2、电荷放大器

压阻效应:固体受到力的作用后，其电阻率（或电阻）就要发生变化的现象。压阻式传感器是利用固体的压阻效应制成的一种测量装置。

影响压阻系数大小的主要因素是扩展杂质的表面浓度和环境温度。

热电偶：利用导体或半导体材料的热电效应将温度的变化转换为电动势变化的元件。

已知在某特定条件下，材料A与铂组成热电偶的热电动势为13.967mV，材料B与铂组成热电偶的热电动势为-8.345mV。求出在此特定条件下材料A与材料B组成热电偶的热电动势。解：根据参考电极定律，有 EAB（T, T0）= EAC（T, T0）+ ECB（T, T0）依题意可知，EAC（T, T0）=13.967mV，ECB（T, T0）=-8.345mV 则： EAB（T, T0）=13.967mV-8.345mV=5.622mV

导体（或半导体）的电阻值随温度变化而改变，通过测量其电阻值推算出被测物体的温度，——电阻温度传感器的工作原理。

1.某热电偶的热电势在E(600,0)时，输出E=5.257 mV，若冷端温度为0℃时，测某炉温输出热电势E=5.267 mV。试求该加热炉实际温度是多少？解：已知：热电偶的热电势E（600.0，0）=5.257 mV，冷端温度为0℃时，输出热电势E=5.267 mV，热电偶灵敏度为：K = 5.257 mV/600 = 0.008762 mV/℃ 该加热炉实际温度是：T= E/K = 5.267 mV/0.008762 mV/0℃ = 601.14℃

2.将一支灵敏度为0.08mV/℃的热电偶与电压表相连，电压表接线端处温度为50 ℃。电压表读数为60mV，求热电偶热端温度。解：电压表接线端温度为冷端温度，电压表上的读数由热端温度t和冷端温度50 ℃产生，即E（t，50）=60mV。E（t，50）= E（t，0）-E（50，0），则 E（t，0）= E（t，50）+E（50，0）=60+50*0.08 =64mV 所以热端温度t=64/0.08=800 ℃ 计算题 3

一个变间隙式平板电容传感器，其极板直径D=8mm，极板间初始间距

d0=1mm，极板间介质为空气，其介电常数ε0=8.85×10-12F/m。

试求：(1)初始电容C0；

传感器简答总结篇4

器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

2：何为传感器的动态特性？主要技术指标是什么？答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性；描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数；对二阶传感器：固有频率、阻尼比。

3：什么是金属材料的应变效应？什么是半导体材料的压阻效应？答：①金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。

（②半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。4：比较金属丝应变片和半导体应变片的相同和不同点。答：相同点：它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化

；不同点：金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。

5：什么事金属应变片的灵敏度系数？答：金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数；（它与金属丝应变灵敏度函数不同，应变片由于由金属丝弯折而成，具有横向效应，使其灵敏度小于金属丝的灵敏度）

6：采用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用温补方法有哪些？答：①因为金属的电阻本身具有热效应，从而使其产生附加的热应变；（②基底材料、应变片、粘接剂、盖板等都存在随温度增加而长度应变的线膨胀效应，若

它们各自的线膨胀系数不同，就会引起附加的由线膨胀引起的应变；常用的温度补偿法有单丝自补偿，双丝组合式自补偿和电路补偿法。

7：固态压阻器件的结构特点是什么？受温度影响会产生那些温度漂移？如何进行补偿？答：（1）固态压阻器件的特点是：属于物性型传感器，是利用硅的压阻效应和微电子技术制成的压阻式传感器，具有灵敏度高、动态响应好、精度高易于集成化、微型化等特点。（2）受温度影响，会产生零点温度漂移（主要是由个桥臂电阻及其温度系数不一致引起）和灵敏度温度漂移（主要灵敏度系数随温度漂移引起）。（3）对零点温度漂移可以用在桥臂上串联电阻（起调零作用）、并联电阻（主要起补偿作用）；对灵敏度漂移的补偿主要是在电源供电回路里串联负温度系数的二极管，以达到改变供电回路的桥路电压从而改变灵敏度的。

8：直流电桥的分类答；直流电桥根据桥臂电阻的不同分成：等臂电桥、第一对称电桥和第二等臂电桥；

9电容式传感器有哪些优点和缺点？答：优点：①测量范围大。②灵敏度高。

③动态响应时间短。④机械损失小。⑤结构简单，适应性强。不足：①寄生电容影响较大。②当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。10分布和寄生电容的存在对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响。

答：改变传感器总的电容量，甚至有时远大于应该传递的信号引起的电容的变化；使传感器

电容变的不稳定，易随外界因素的变化而变化。可以采取静电屏蔽措施和电缆驱动技术。

11如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？答：采用可以差动式结构，可以使非线性误差减小一个数量级。

12为什么高频工作时的电容式传感器其连接电缆不能任意变化？答：因为连接电缆的变化会导致传感器的分布电容、等效电感都会发生变化，会使等效电容

等参数会发生改变，最终导致了传感器的使用条件与标定条件发生了改变，从而改变了传感器的输入输出特性。

13何为电感式传感器？分类？各有何特点？答：差动式电感传感器是通过改变衔铁的位置来改变两个差动线圈磁路的磁阻而使两

个差动结构的线圈改变各自的自感系数实现被测量的检测，而差动变压器式传感器则是通过改变衔铁的位置改变两个原副线圈的互感系数来检测相关物理量的。

14说明差动式电感传感器与差动变压式传感器工作原理的区别？？答：差动式电感传感器是利用改变线圈的自感系数来工作的；而差动变压器式虽利用

改变原线圈与两个次级差动式副线圈的系数来工作的。15如何如提高差动变压器的灵敏度？答：（1）增大匝数比可提高灵敏度；（2）增大初级线圈电压可提高灵敏度；（3）若在低频率段，可以增加频率来提高灵敏度。

差动变压器基本元件：衔铁初级线圈次级线圈线圈框架。

16电涡流式传感器有何特点？答：特点：涡流式传感器测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强以及可以

非接触测量等特点；

17何为压电效应？正压电效应传感器能否测惊天信号？为什么？答:（1）某些电介质，当沿着一定方向对其施加力而使它形迹时，内部产生极低化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态，这种现象称为压电效应。（2）不能，因为构成压电材料的电介质，尽管电阻很大，但总有一定的电阻，外界测量电

路的输入电阻也不可能无穷大，它们都将将压电材料产生的电荷泄漏掉，所以正压电式不能测量静止电荷。

18石英晶体的压电效应有何特点？（1）当沿电轴、机械轴的力的作用下，石英晶体在垂直于电轴的平面都会产生压电电

荷，沿光轴方向则不会产生压电效应。

19压电式传感器前置放大器的作用？比较电压式和电荷式前置放大器各有何特点？答：（1）：作用一是把压电式传感器的高输出阻抗变换为低输出阻抗输出，二是放大压电式传感器的输出弱信号。

(2)压电式电压放大器特点是把压电器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。

而电荷放大器的特点是能把压电器件的高内阻的电荷源变换为传感器低内阻的电压源，以实现阻抗匹配，并使其输出电压与输入电压成正比，且其灵敏度不受电缆变化的影响。20什么叫热效应？热电偶测温计有哪些组成？热偶产生热电势的必要条件是什么？解：（1）把两种不同的导体或半导体材料连接成闭合回路，将它们的两个接点分别置

于不同的热源中，则在该回路就会产生热电动势叫热电效应。（2）热电势由接触电势与温差电势两种组成。（3）A：组成热电极的必须是不同材料；B两个接点必处于不同的温度场中。21热电偶有何特点？分几种类型？答：1）①、电阻温度系数大。②热容量小③电阻率大，尺寸小④在工作范围内，物理和化学性能稳定⑤材料的复制性能好，价格便宜。2）铂电阻和铜电阻两种。

1：电阻应变片组成：由敏感栅基底盖片引线黏合剂构成。

中国传感器行业总结与展望篇5

   富磊特打造雄厚技术实力助力代理产品营销物联传感：智能家居引领时尚潮流海创集成吊顶荣获“2011浙江省家具

当前，传感网作为物联网技术的核心，各国政府和企业纷纷进入这一领域，随之带动了传感器行业的而快速发展。尤其是2009年到2010年间，刚刚从金融危机中走出来的传感器市场爆发性增长，全球3000多家传感器制造商的总销售额在2008年时为500亿美元，而2010年的总销售额将达到600亿美元以上。2010年中国物联网产业市场规模将达到2000亿元。几乎一夜之间所有人都知道了物联网、传感网的概念。

2009-2010年中国传感器行业发展情况分析

2009-2010年中国传感器行业发展总体规模逐渐扩大，有主要生产基地。显着应用于汽车工业中包括汽车轮胎中的传感器应用、安全气囊中的传感器应用、底盘系统中的传感器应用、发动机运行管理系统中的传感器应用、废气与空气质量控制系统中的传感器应用和需求、ABS中的传感器应用和需求、车辆行驶安全系统中的传感器应用和需求、汽车防盗系统中的传感器应用和需求、发动机燃烧控制系统中的传感器应用和需求、汽车定位系统中的传感器应用和需求、汽车其他系统中的传感器应用和需求。

除此以外，2009-2010年中国传感器在其他领域也有新的应用，如工业控制领域、在环境保护领域、在设施农业中、在多媒体图像领域、其它有关传感器的应用。

回顾 2009-2010年中国传感器行业，虽然发展迅速，但是也存在一些不利的因素。如在产品技术上产业基础薄弱、科技与生产脱节、产品技术水平偏低、产品种类欠缺、企业产品研发能力弱。

但另一方面国家不断制定有利传感器产业发展的战略与政策，全年整机系统市场的快速发展，新兴技术的不断推动也都成为传感网发展的利好因素。有赖于此，整个2009-2010年中国传感器市场竞争十分激烈。

未来中国传感器产业技术发展趋势展望

2010-2014年中国传感器技术发展整体将呈现高精度、微型化、集成化、数字化、声表面波传感器、微加工技术等特点。同时还将朝着加速开发新型材料、高可靠性、宽温度范围、微功耗及无源化的方向发展。多传感器信息融合;MEMS技术进一步的发展;敏感材料与智能材料系统的应用;纳米机械装置和传感器、化学传感器等新传感器的不断涌现，未来传感器产业将终将发成成为网络化传感器趋向。

传感器技术的不断成熟，应用的扩大，市场的竞争也会更加激烈，未来五年内传感产业分销会成为主要销售渠道，而环保、设施农业、医疗卫生等领域将成为新兴市场。

我国传感器行业存在的七大弊病

发布时间：2010-11-19 09:21:59 互联网字体：大中小

经过近十年对国外传感器技术的引进、消化、吸收，现阶段，我国已经形成了一定规模的传感器生产能力，研究开发领域由单一的品种扩展到光敏、热敏、力敏、电压敏、磁敏、气敏、湿敏、声敏、射线敏、离子敏、生物敏等传感器类型，主要产品研制领域与国外已经基本相当。其中，热敏电阻器、ZnO压敏电阻器、可燃性气体传感器、发光二极管等十几个品种已经形成了一定规模的生产能力。

在近日召开的“2010中国电子元器件市场峰会”上面，中国电子元件行业协会秘书长温学礼透露，目前我国有1300多家企事业单位从事传感器的研制和生产。2008年，我国敏感元件与传感器销售额达474亿元，2009年为583亿元，预计2010年可达718亿元。

目前，我国敏感元器件与传感器的生产能力已经超过50亿只；中电元协对我国154个规模以上的敏感元器件企事业单位进行了统计调查，共生产了46.58亿只，销售额144.19亿元；利润9.63亿元，利润同比增长12.25%。

同时，温学礼也指出我国传感器行业也存在以下问题，不容忽视。

一、本土企业规模偏小，受国外产品冲击严重

我国从事敏感元件与传感器研制生产的院校、研究所、企业有1300多家，但研制、生产综合实力较强的骨干企业较少，仅占总数的10%左右。国内市场受到国外产品的冲击十分严重，上百家的国外传感器产品的国内代理商，使洋货在国内传感器市场占有主要份额。

二、技术重复跟踪，自主技术创新少

我国目前很多企业都是引用国外的元件进行加工，自主研发的产品少之甚少，自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上，发展空间捉襟见肘。国产传感器企业按照长期依赖国外技术的惯性发展至今，在技术上形成了“外强中干”的局面，不仅失去了中高端产品市场，而且也直接导致自己能生产的产品品种单一，同质化十分严重。甚至有相当一部分国产产品只能模仿别人的外形，即使这样，由于技术水平低，模仿产品的灵敏度、精度和可靠性也差强人意。

三、产业化技术水平低

我国对传感器技术研究开发阶段的资源投入相对比较重视，但却相对忽略了产业化基础性的开发，对产品化、商品化的基础技术的开发严重滞后，材料、制造工艺和装备、测试及仪器等相关和配套的共性基础技术相互脱节，制约产业化的进程，与国际水平相比落后10-15年。

四、分布不均衡，小型民营资本巨多

国内传感器生产企业主要集中在陕西省以及东部、沿海地区，西部其他地区以及内陆地区相对较少。在这些企业中，90%以上均属于小型企业，很多还都是大专院校和研究所开办的“校办厂”。由于传感器制造早期的投入无需很多，所以有很多民营等小资本介入。大量小企业的存在使得低端传感器领域，国产传感器的价格竞争进入了惨烈的状态，而另一方面，在高、精、尖领域，国产传感器经营惨淡。

五、产品的性能价格比较低

六、科技成果转化率，新技术实用化进程慢

七、缺乏专业人才

传感器选择总结篇6

温度传感技术实验是大学物理实验中一个非常典型的实验,许多高校都把它作为综合性项目或设计性项目开设。我校采用的是TS-A温度传感器实验仪。此实验的难点是电路参数的选择,在规定的实验时间内,学生用手工来求解R和Rf根本无法完成,必须由实验教师来完成。为了解决这个问题,本文采用C语言编程,能够迅速快捷地算出R和Rf,通过实验验证,此方法是切实可行的。

1 NTC负温度系数热敏电阻的原理

热敏电阻是半导体材料制成的,它的电阻随着温度的升高而迅速下降。图1表示热敏电阻的温度特性。热敏电阻Rt与温度的关系是非线性的。其变化规律为:

式中T为绝对温度(273K+t);为材料系数;R25和Rt为温度为25℃和t℃时热敏电阻的阻值。愈大,阻值越大,灵敏度愈高。

2 电路结构及工作原理

电路结构如图2所示,将传感元件作为图2中电桥的一个臂。当温度变化引起热敏电阻的阻值变化时,电桥的输出电压也随之而变,从而实现了温度和电压之间的转换。

设R5=R6=R,R7=R8=Rf则有

由图3可得:

因为V+≈V-,所以由上两式可得出

式(6)就是温度传感器电压温度特性表达式。

3 电路参数的选择

式(6)所表达的函数关系是非线性的,但通过适当的选择电路参数可以使得这一关系近似直线。这一近似直线引起的误差与传感器的测温范围有关。设所测温度范围为t1～t3,则测温范围的中值温度t2=(t1+t3)/2,若t1、t2、t3对应输出的电压分别为V01、V02、V03。要求:

由图2可知,需要确定的参数有7个(R1、R2、R3,R5=R6=R、R7=R8=Rf、V、V0)。这些参数的选择和计算可按以下原则进行:

R2=R3=RA,R1=Rt1,R3的阻值接近于Rt1;V的大小不应使Rt中流过的电流超过1mA;传感器的最大输出电压V3的值应与后面联接的显示仪表相匹配。

4 电路参数R和Rf值的确定

由式(6)、(7)得:

由式(8)、(9)中R'13、Vi13和R'12、Vi12是热敏电阻Rt所处环境温度为t3和t2时按式(2)计算所得的R'1和Vi1值,式(8)和式(9)中除R和Rf为未知数外,其余各值都有确定的值。所以,联立求解式(8)和式(9),就可求出R和Rf的值,然而式(8)和式(9)是以R和Rf为未知数的二元二次方程组,其解很难用解析法求出,这个解可以利用叠代法求得。令R=0由式(9)算出Rf值,然后再把这一Rf值代入式(8)算出新的R值代入式(9)……,如此反复叠代,直到相邻两次算出的R和Rf值相近为止。显然,手工来求解R和Rf的难度是相当大的,必须用其它工具软件才能得以实现,这样难度较小,精度也可得以保证。本文采用C语言编程,不要1分种就可以将参数R和Rf计算出来。

5 实验验证

5.1 测出热敏电阻温度-电阻特性曲线

将热敏电阻和0～100℃的水银温度计放入变压油的烧杯中,然后将烧杯放在恒温磁力搅拌器上,开始加热搅拌,在升温过程中,从起始温度(25℃)开始,每隔5℃用数字万用表测量热敏电阻阻值,直到75℃为止。所得数据记录在表1中。根据表1的数据绘出热敏电阻温度-电阻特性曲线如图4所示。

表1温度传感器温度、电阻、电压之间的关系

图4温度-电阻特性曲线(参见右栏)

5.2 选择和计算电路参数

由上可知,此实验的难点是在最短的时间内,求出R和Rf的值。本文采用C语言编程,程序编好之后,学生只须将R1、Rt1、Rt2、Rt3的值输入就可以算出R和Rf。以上面测得的数据为例:R1=Rt1=2.08kΩ,Rt2=Rt3=2kΩ。

电脑显示:请依次输入变量R1、Rt1、Rt2、Rt3。

输入:2.08、2.08、0.85、0.34

按回车键,马上就可以得到R=1.494kΩ,

第10次:R=1.202539,Rf=4.834120第20次:R=1.435905,Rf=5.488791第30次:R=1.482653,Rf=5.619783第40次:R=1.492051,Rf=5.646112第50次:R=1.493941,Rf=5.651408第60次:R=1.494322,Rf=5.652474第70次:R=1.494398,Rf=5.652688第80次:R=1.494413,Rf=5.652731第90次:R=1.494417,Rf=5.652740

最终结果,经过97次运算,精确到六位小数点的结果为:R=1.494417,Rf=5.652742成功!请按任意键继续...

5.3 测定温度传感器电压-温度特性曲线

将R5、R6调节为1.494kΩ,R7、R8为5.652kΩ,将电路连接好。然后进行零点和量程调节。

调零:用可变电阻箱代替热敏电阻元件接入电路,并调电压V,使得电桥的电源电压为3V左右,然后把数字万用表接至电路输出V0处,并把电阻箱的阻值拨至热敏电阻在起始温度t1时对应的Rt1值。然后调节R1,使得V0输出为零。

量程调节:保持调零状态不变,把电阻箱的阻值调节为测量最高温度时热敏电阻所对应的Rt3值(0.34kΩ),然后用数字万用表测量输出V0,调节电压V,使得V0为规定的值。假如为3V。

电压-温度特性曲线:在完成零点和量程调节之后,然后进行电压-温度测量。每隔5℃用数字万用表读取一次V0和温度值,直至75℃为止。数据记录在表1中。根据表1的数据绘出热敏电阻电压-温度特性曲线(如图5所示)。兰色代表实际曲线,红色代表拟合曲线。

6 结语

从上面可知,拟合曲线与实际曲线非常接近。同时通过大量、反复的实验验证,选择不同阻值的热敏电阻进行实验,利用C语言编程,都能计算出最佳的R和Rf参数,放到实验中都能得到非常理想的实验结果。

参考文献

[1]肖井华,蒋达娅,陈以芳,等.大学物理实验教程[M].北京:北京邮电大学出版社,2005:235-238.

[2]谭浩强.C程序设计[M].北京:清华大学出版社,2005.

新型传感器总结与展望结课论文篇7

完

成新型传感器总结与展望

学生所在系（院）电信系专

业（方向）电气年

级 14级姓

名于佳妮

学

号 B20140601326 任课教师姓名汪之又

间：

2017

年

5月

时

目

录

一、传感器的定义..............................................................................4

二、传感器的发展历史......................................................................5

三、新型传感器如今的发展..............................................................7

四、传感器发展方向..........................................................................8 五．新型传感器分类........................................................................10 1.智能传感器...............................................................................10 2.模糊传感器...............................................................................10 3.微传感器...................................................................................10 4.网络传感器...............................................................................10 六．未来中国传感器产业技术发展趋势展望................................11 七．参考文献..................................................................................11

[摘要]：传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一，已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化、网络化方向发展。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。[关键词]: 新型传感器，发展趋势，研究现状

一、传感器的定义

现如今，信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:InternationalElectrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源。.无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。因此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。虽然与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。无一例外的，人们对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是：高灵敏度、抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)、线性以及容易调节(校准简易)；高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长(耐用性)；可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力；选择性、安全性(传感器应是无污染的)、互换性低成本；宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作温度范围。

二、传感器的发展历史

国外发展传感器枝术有两条不同途径,一条是以美国为代表的走先军工后民用、先提高后普及的路子。另一条是以日本为代表的侧重实用化和商品化,先普及后提高,由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子。前者花钱多,后者花钱少,速度快。据国内专家评估,我国传感器技术与国外先进国家相比,在科研开发上要落后10年,在生产技术上则要落后15年。国外传感器技术发展较快,主要有以下几方面原因：

1、非常重视传感器功能材料研究。2．对传感器技术开发十分重视。3．重视工艺研究。4．重视质量管理与市场分析。当今传感器技术发展大体经历了以下四个阶段：(1)结构型传感器例如应变式位移计。(2)物性型传感器例如固态压阻式压力传感器。(3)智能性传感器例如美国霍尼威尔公司的ST--3000型智能压力传感器,它带有微处理器,具有检测和信息处理功能。自诊断、自适应功能。(4)分子型传感器,它是利用竹子的构形和构象以及由此而表现出电磁现象为理论基而制作的。显著特点：尺寸小到竹子级,并由一个大分子或几个分子器件所构成。

人体是各类传感器会集之处,而且绝大部分生物体内的传感器都是分子传感器。到目前为止,真正的传感器,只有在生物体内能够找到、这就提示我们,可以借助基因工程、生物合成分子传感器系统。而在我国传感器的发展现状却仍旧令人担忧。虽然我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业，那时在上海、四川、重庆等地成立的一些企业现在仍然存在。但是今天活跃在国际市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家。在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力能达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围较窄，更多的仍然停留在航天航空以及工业测量与控制上。据有关资料显示，我国最大的传感器公司的年产值也仅有55000只。而且，高、精、尖传感器和新型传感器的市场，几乎全被国外品牌或合资企业垄断了。

谈及国内传感器发展水平与国外相差甚远的原因，中国自动化学会的彭瑜先生认为“主要是技术基础薄弱，研究水平不高，缺乏自主知识产权。”我国从事敏感元件与传感器研制生产的企业、单位有1688家，但研制、生产综合实力较强的骨干企业较少，仅占总数的10%左右。我国目前很多企业都是引用国外的芯片加工，自主研发的产品少之甚少，自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上，发展空间捉襟见肘。国产传感器企业按照长期依赖国外技术的惯性发展至今，在技术上形成了“外强中干”的局面，不仅失去了中高档产品市场，而且也直接导致自己能生产的产品品种单一，同质化十分严重。甚至有相当一部分国产产品只能模仿别人的外形，即使这样，由于技术水平低，模仿产品的灵敏度、精度和可靠性也差强人意。除此以外，我国传感器行业分布上还不均衡，在第十届中国国际传感器、测试测量展览会上，中国传感器协会副理事长谷荣祥提供了以下情况：国内传感器企业主要集中在陕西省以及东部、沿海地区，西部其他地区以及内陆地区相对较少。但是随着传感器向产业化更积极地迈进，包括通用传感器在内的传感器应用领域和范围的进一步扩大，随着市场化程度的深入和客户采购制度的完善，谷荣祥先生说“未来国内传感器厂商的数量会先增后减”，从而使中国传感器产业走向规范化发展的轨道。在第十届中国国际传感器、测试测量展览会上，我们也看到了国内传感器企业发展可喜的一面。沈阳传感器中心和青鸟元芯在压力芯片制造中取得了突破，我国很多国家级的航天、电子研究所的芯片制造技术相互组合，如果再有市场因素推动，规模生产指日可待。而昆山双桥传感器测控技术有限公司、西安中星测控有限公司、宝鸡麦克传感器有限公司等开始集中力量考虑专项技术问题，并取得了一些成绩。国内也已经有企业跟踪高端传感器的发展，比如MEMS技术，而MEMS已成为全球增长最快的产品之一。

现在我国传感器面临着历史上的最好时刻，市场需求量大，国家政策支持，一方面许多国内企业在努力开发自己的新技术，企业管理模式大大改进，另一方面来自国际的AMA德国传感器协会还参会进行支持。范茂军所长说：“传感器的质量、价格、功能都是将来国内企业要重点提高的方面。

将来国内传感器还要走好从工业过程检测向功能独立的设备仪器转化的过程，比如日常用血压计就属于此类。”大家也都相信国内企业会在取长补短上更有作为，从而争取早日与外企站在同一起跑线上，向传感器微型化、网络化、专业化进军。我们期待未来的中国传感器取得不菲的成绩，而中国传感器企业仍然任重而道远。

三、新型传感器如今的发展

苹果新一代手机iPhone 6和智能手表的亮相，让全球众多苹果手机的追随者又有了一次彻夜排队的理由。赋予苹果手机越来越强大功能的，不仅是越来越强大的芯片，更重要的是手机上越来越多、越来越精良的传感器。数年前，当乔布斯拿着苹果手机“晃一晃”就可以让它有所反应的时候，手机的智能化时代真正开始了。几年后，手机从一种通讯工具变成了一个人们离不开的伙伴。让手机具备这样“魔力”的，是触摸屏、陀螺仪、加速度计等各式各样的传感器。

然而不仅仅是手机，在汽车、家用电器、可穿戴设备上，以及工业自动化领域，越来越多的传感器成为机器的“耳目”。普通公众了解甚少的是，即将给人们生活方式带来更大变化的物联网，其最核心的基础技术也是传感器。有科学家预言，传感器将像“人体的五官”一样，在未来充满各个领域和空间。当下，随着物联网时代的开启，各式各样的传感器正成为无处不在的神经元，全球对于传感器的需求也开始呈现爆发性的增长。

“传感器就好像是人的五官。”中科院微系统所传感技术联合国家重点实验室主任李昕欣对财新记者说，人类在计算机的时代，解决了大脑的模拟问题，相当于用0和1实现了信息的数字化，利用布尔逻辑解决问题;现在是后计算机时代，开始模拟五官。

传感器(transducer、sensor)往往又被称为换能器，功用是把其他信息转换为电信号。它通常由敏感元件和转换元件组成，能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。可以说，是传感器让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。

随着人们对自然认识的深化，会不断发现一些新的物理效应、化学效应、生物效应等。利用这些新的效应可开发出相应的新型传感器，从而为提高传感器性能和拓展传感器的应用范围提供新的可能。”

如检测金属产品位置的电感式接近开关，它利用金属物体接近能产生电磁场的振荡感应头时在被测金属上形成的涡流效应来检测金属产品的位置。由于不同金属涡流效应的效果不同，因此不同金属的检测距离是不一样的。面对各类合金时，普通的电感式接近开关就显得力不从心。由于电感式接近开关其内部结构是在铁氧体磁芯上绕制线圈作为电感线圈，而铁氧体磁芯自身的限制使得电感式传感器不可能在已有的设计理念下发展，那么只能在技术上开发出可以替代铁氧体线圈的产品来提高产品的性能。好消息是，国外的一家公司的电感式接近开关就摒弃了铁氧体磁芯，从而去掉了磁芯的限制。这样在检测不同金属时可以通过电路调节提高产品的检测距离，并且全金属检测距离无衰减，抗干扰能力也有所提升。传感器材料是传感器技术的重要基础，随着材料科学的进步，人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器，光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器，用陶瓷制成压力传感器。

高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化，即可得出相对湿度。利用这个原理制成的等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器，具有测湿范围宽、温度范围宽、响应速度快、尺寸小、可用于小空间测湿、温度系数小等特点。陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术，厚膜电子技术，其技术性能稳定，年漂移量的满量程误差不超过0.1%，温漂小，抗过载更可达量程的数百倍。光导纤维的应用是传感材料的重大突破，光纤传感器与传统传感器相比有许多特点：灵敏度高、结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。而光纤传感器与集成光路技术的结合，加速了光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，光纤传感器又具有了高带宽、低信号处理电压、可靠性高、成本低等特点。

四、传感器发展方向

传感器支持工艺是微加工技术,包括微电子和微机械加工技术,传感器技术竞争将从芯片制造工艺转化到封装技术竞争。新的封装工艺诸如阳极粘合、倒装焊接,多芯片组装等工艺将会有新的更大发展。应抓住信息产业的飞速发展和环保生态产业的兴起,21世纪的传感器市场将会有更大发展,抓住传感器发展机遇,不失时机地开发新产品,逐步形成产业,将会形成国民经济新的增长点。

传感器在技术水平和功能上的迅速发展，一方面来自于计算机、检测等技术的发展，另一方面则源于应用领域需求的驱动。在用户需求催生出越来越多传感器新品的同时，厂商也开始越发重视让产品更适用于用户的操作和需要。如何通过对多种智能传感器的组合让用户更简单的使用传感器已经成为公司发展的一个方向。如作为专用于传感器和执行器之间联网通讯的国际标准的AS-I（EN50295），它摒弃了传统接线中，电源必须连接到每只传感器并且信号线必须连到I/O模块中的限制。一个AS-I网络中最多可包含124只简单的传感器或31个可编程的AS-I传感器，用户可组合使用。而MEMS技术正带动传感器的发展。

半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺、各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造。因而产生了各种新型传感器，如利用半导体技术制造出硅微传感器，利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利用溅射薄膜工艺制造压力传感器等。基于MEMS硅微加工技术，传感器具有体积小、低功耗等特点，易集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。

MEMS技术是物联网产业链中不可或缺的一环。首先微型化的同时降低功耗，将会出现微米甚至纳米级别的微型器件，同时降低功耗;第二，微型化的同时提高精度，将MEMS加速度计做到石英加速度计的噪声特性，保证MEMS陀螺仪小体积的同时获得光纤陀螺仪的零偏稳定性，且可提供远优于光纤陀螺仪的抗冲击特性;第三，集成化及智能化趋势，即MEMS与IC的集成制造技术及多参量MEMS传感器的集成制造技术得到发展，以及在集成化基础上使得信号检测具有一定的自动化。这些趋势要求半导体厂商提供更高精度、稳定性更好、更智能的高集成度MEMS传感器模块。世界各国对微型电子机械系统(MEMS)给予极高重视,美国宇航局(NASA)很早就给予支持,美国国防部高级研究计划局(APPA)等机构每年投资2000万美元,德国每年投资7000万美元,日本通商产业省MITI）则拟订了一个十年内投资2亿美元的计划,美国的硅谷已成为当今世界上MEMS研究中心。随着传感器技术、固态技术、微电子技术、计算技术等学科的飞速发展,一种高精度、低驱动、高可靠性、低功耗、占用空间小、重量轻和快速响应的崭新的微型电子机械系统的传感器即将在世界展现。

传感器发展的另一大特点是向着集成化、智能化方向发展。集成传感器的优势是传统传感器无法达到的，它不仅仅是一个简单的传感器，其将辅助电路中的元件与传感元件同时集成在一块芯片上，使之具有校准、补偿、自诊断和网络通信的功能，它可降低成本、增加产量。而智能化传感器是一种带微处理器的传感器，是微型计算机和传感器相结合的成果，它兼有检测、判断和信息处理功能，与传统传感器相比有很多特点，具有判断和信息处理功能，可实现多传感器多参数测量，有自诊断和自校准功能，测量数据可存取，且具有数据通信接口，能与微型计算机直接通信。把传感器、信号调节电路、单片机集成在一个芯片上形成超大规模集成化的高级智能传感器已经成为一个新的发展趋势。然后就要考虑数字化和模块化了。

在一些控制领域的应用中，往往有很多不同的输入以及多变量的处理，这些复杂的要求只有数字电路应付得过来。然而，在另一些应用中，模拟依旧占主导地位。模拟器件设计相对简单，对应于简单的电路，特别是面对成本控制等诸多因素，模拟都是首选。随着传感器技术的进一步发展，传感器设备集成了越来越多的数字化电路和接口。有专家指出，MEMS与集成电路的结合，可以使工业解决方案的设计摒弃那些需要复杂信号处理的传统技术。而传感器提供了数字输出信号，这需要内部具备集成的电路，如ADC以及串行器。因为制造方式相同，所需材料相同，基于MEMS的传感器就更加适合数字化。

恰似传感器“模拟与数字”的问题，依据应用的场合不同而不同，对于未来传感器的未来，会是数字化和模块化共存的局面。

五．新型传感器分类 1.智能传感器

智能传感器是基于人工智能、信息处理技术实现的具有分析、判断，量程自动转换，漂移、非线性和频率响应等自动补偿，对环境影响量的自适应，自学习以及超限报警、故障诊断等功能的传感器。

与传统的传感器相比，智能传感器将传感器检测信息的功能与微处理器的信息处理功能有机地结合在一起，充分利用微处理器进行数据分析和处理，并能对内部工作过程进行调节和控制，从而具有了一定的人工智能，弥补了传统传感器性能的不足，使采集的数据质量得以提高。

“微处理器”包含两种情况：一种是将传感器与微处理器集成在一个芯片上构成所谓的“单片智能传感器”；另一种是指传感器能够配微处理器。

2.模糊传感器

模糊传感器是在传统数据检测的基础上，经过模糊推理和知识合成，以模拟人类自然语言符号描述的形式输出测量结果的一类智能传感器。

模糊传感器的核心部分就是模拟人类自然语言符号的产生及其处理。

3.微传感器

完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统

其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。

MEMS系统的突出特点是其微型化，涉及电子、机械、材料、制造、控制、物理、化学、生物等多学科技术，其中大量应用的各种材料的特性和加工制作方法在微米或纳米尺度下具有特殊性