传感器是各种仪器仪表的重要组成部分,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。那么,传感器的种类和作用都有哪些呢?
一、传感器的种类
在生产和生活中,传感器的种类主要有:
1、光传感器
光传感器利用的是半导体的光导效应或光生伏特效应。光生伏特效应是通过光照射,将半导体PN结处产生的电压或电流作为输出加以检测。如光敏二级管,光敏三级管等。这些效应都是利用了光的量子性质。最常见的应用实例,就是光控灯。
2、温度传感器
用于检测温度的物理效应当中,除了利用塞贝克效应的热电偶外,通常利用Pt,W等的金属和氧气物半导体以及非氧化物半导体,有机半导体等的电阻随温度变化来作为温度传感器的。此外,还有利用PN结处电流——电压特性随温度的变化,利用居里温度附近磁特性和介电常数变化的传感器,利用介电常数和压电常数的变化,来检测其共振频率变化的温度的传感器等,如常见的空调的控温。
3、压力传感器
压力传感器大多利用了某种压阻效应。压阻效应是指当压力施加于电阻体上时,会使其电阻值发生变化,该现象称为压阻现象,比金属电阻的变化要明显得多,主要是因在受压后其电子或空穴的迁移率发生变化。比较常见的应用像电子称。
4、磁传感器
磁传感器的常用效应是霍尔效应与磁阻效应。利用霍尔效应的元件是霍尔元件,它是在一半导体薄片两端之间通以电流,如果在薄片垂直方向外加一磁场,则载流子在罗伦兹力的作用下,将沿着与磁场方向垂直的方向移动,若在该方向上设置电极,则可检测出电压来(霍尔电压)。典型应用如电动车的调速方法。
5、气体传感器
气体传感器实际就是半导体气体传感器。主要是气体的吸附效应。如半导体SnO2烧结制成的气敏传感器,其为多晶体,当表面吸附气体分子时,就会在气体分子与烧结体之间发生电子交换。控制载流子运动的晶粒界面处的势垒会发生变化。若在烧结体上设置两个电极,其间电阻将随气体分子吸附情况而增减。一般在还原性气体中电阻值会减少,在氧化性气体中电阻值会增加。最常见的应用实例,就是各种烟雾报警器了。
二、传感器的作用
传感器的作用是什么,传感器实际上是一种功能块,其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。传感器所检测的信号近来显著地增加,因而其品种也极其繁多。
为了对各种各样的信号进行检测、控制,就必须获得尽量简单易于处理的信号,这样的要求只有电信号能够满足。电信号能较容易地进行放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。因此作为一种功能块的传感器可狭义的定义为:“将外界的输入信号变换为电信号的一类元件。”