傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置;簡單說傳感器是將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。所以它由敏感元器件(感知元件)和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成,有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,本身就構(gòu)成傳感器。
敏感元器件種類繁多,就其感知外界信息的原理來講,可分為:
1、物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。
2、化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。
3、生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。
通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
而傳感器的分類如下:

力敏傳感器的種類甚多,傳統(tǒng)的測量方法是利用彈性材料的形變和位移來表示。力敏傳感器是使用最廣泛的一種傳感器,它是檢測氣體、液體、固體等所有物質(zhì)間作用力能量的總稱,也包括測量高于大氣壓的壓力計(jì)以及測量低于大氣壓的真空計(jì)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)(即對其某一方向施加壓力,其電阻率就發(fā)生變化)和良好的彈性,已經(jīng)研制出體積小、重量輕、靈敏度高的力敏傳感器,廣泛用于壓力傳感器、加速度等物理力學(xué)量的測量。

光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發(fā)展迅速、品種繁多、應(yīng)用廣泛。市場出售的有光敏電阻器、光電二極管、光電三極管、光電耦合器和光電池等。
光敏電阻器
光敏電阻器由能透光的半導(dǎo)體光電晶體構(gòu)成,因半導(dǎo)體光電晶體成分不同,又分為可見光光敏電阻(硫化鎘晶體)、紅外光光敏電阻(砷化鎵晶體)、和紫外光光敏電阻(硫化鋅晶體)。當(dāng)敏感波長的光照半導(dǎo)體光電晶體表面,晶體內(nèi)載流子增加,使其電導(dǎo)率增加(即電阻減?。?。
三、氣敏傳感器
由于氣體與人類的日常生活密切相關(guān),對氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段,氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。例如生活環(huán)境中的一氧化碳濃度達(dá)0.8~1.15 ml/L時(shí),就會出現(xiàn)呼吸急促,脈搏加快,甚至?xí)炟实葼顟B(tài),達(dá)1.84ml/L時(shí)則有在幾分鐘內(nèi)死亡的危險(xiǎn),因此對一氧化碳檢測必須快而準(zhǔn)。利用SnO2金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料,通過顆粒超微細(xì)化和摻雜工藝制備SnO2納米顆粒,并以此為基體摻雜一定催化劑,經(jīng)適當(dāng)燒結(jié)工藝進(jìn)行表面修飾,制成旁熱式燒結(jié)型CO敏感元件,能夠探測0.005%~0.5%范圍的CO氣體。還有許多易爆可燃?xì)怏w、酒精氣體、汽車尾氣等有毒氣體的進(jìn)行探測的傳感器。常用的主要有接觸燃燒式氣體傳感器、電化學(xué)氣敏傳感器和半導(dǎo)體氣敏傳感器等。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲(也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層),使用時(shí)對鉑絲通以電流,保持
300℃~400℃的高溫,此時(shí)若與可燃性氣體接觸,可燃性氣體就會在稀有金屬催化層上燃燒,因此鉑絲的溫度會上升,鉑絲的電阻值也上升;通過測量鉑絲的電阻值變化的大小,就知道可燃性
氣體的濃度。電化學(xué)氣敏傳感器一般利用液體(或固體、有機(jī)凝膠等)電解質(zhì),其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流,也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動(dòng)勢。目前國產(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱式,加熱絲和測量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi);旁熱式氣敏元件以陶瓷管為基底,管內(nèi)穿加熱絲,管外側(cè)有兩個(gè)測量極,測量極之間為金屬氧化物氣敏材料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。
四、磁敏傳感器
目前磁敏元件有霍爾器件(基于霍爾效應(yīng))、磁阻器件(基于磁阻效應(yīng):外加磁場使半導(dǎo)體的電阻隨磁場的增大而增加。)、磁敏二極管和三極管等。以磁敏元件為基礎(chǔ)的磁敏傳感器在一些電、磁學(xué)量和力學(xué)量的測量中廣泛應(yīng)用。
在一定意義上傳感器與人的感官有對應(yīng)的關(guān)系,其感知能力已遠(yuǎn)超過人的感官。例如利用目標(biāo)自身紅外輻射進(jìn)行觀察的紅外成像系統(tǒng)(夜像儀),黑夜中可1000米發(fā)現(xiàn)人,2000米發(fā)現(xiàn)車輛;熱像儀的核心部件是紅外傳感器。1991年海灣戰(zhàn)爭中,伊拉克的坦克配置的夜視儀探測距離僅800米,還不及美英聯(lián)軍的一半,黑暗中被打得慘敗是必然的。目前世界各國都將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)的重點(diǎn)。為了大幅度提供傳感器的性能,將不斷采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝,向小型化、集成化和智能的方向發(fā)展。
五、溫度傳感器
溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多,市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛,這是因?yàn)樵谠试S工作條件范圍內(nèi),半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點(diǎn),而且制造工藝簡單、價(jià)格低廉。更多傳感器相關(guān)文章請見http://m.88889218.cn