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传感器有哪些作用和分类

2020-02-28

　　随着物联网和人工智能的发展，传感器的重要性也日益凸显起来。事实上，传感器一直都是各种仪器仪表的非常重要的器件，它是实现自动检测和自动控制的前提。那么，传感器有哪些作用和分类呢？
　　一、传感器有哪些作用
　　传感器有什么作用？这是不少人颇为好奇的问题。传感器实际上是一种功能块，主要作用就是将来自外界的各种信号转换成电信号。

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　　为了检测和控制各种各样复杂的信号，就必须使获得的信号尽量简单易于处理，而目前只有电信号能够满足这样的要求。因为电信号能非常容易地实现放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。因此通车将作为一种功能块的传感器，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。”

　　二、传感器有哪些分类
　　近年来，随着传感器所检测的信号日益增加，传感器的品种也日渐增多起来。在生产和生活中，传感器主要有如下分类：

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　　1．温度传感器

　　除了利用塞贝克效应的热电偶外，在用于检测温度的物理效应中，利用较为普遍的是Pt，W等的金属和氧化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，常见的如空调的控温等。
　　2．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。光生伏特效应是利用了光的量子性质，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。光控灯就是一种常见的应用实例。
　　3．压力传感器
　　压力传感器通常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，即出现压阻现象，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。电子称就是较常见的应用。
　　4．气体传感器
　　气体传感器即半导体气体传感器，主要利用气体的吸附效应。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。较为常见的应用如各种烟雾报警器。
　　5．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，将沿着与磁场垂直的方向移动，若将电极设置在该方向上，就能检测出电压来(霍尔电压)。电动车的调速方法就是磁传感器的典型应用。

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