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  • 1 # 使用者2148074059678

    感測器(英文名稱:transducer/sensor)是一種檢測裝置,能感受到被測量的資訊,並能將感受到的資訊,按一定規律變換成為電訊號或其他所需形式的資訊輸出,以滿足資訊的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。

    感測器的特點包括:微型化、數字化、智慧化、多功能化、系統化、網路化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。感測器的存在和發展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

    一、根據輸入物理量

    位移感測器、壓力感測器、速度感測器、溫度感測器及氣敏感測器等

    二、根據工作原理

    電阻式、電感式、電容式及電勢式等

    三、根據輸出訊號的性質

    模擬式感測器和數字式感測器。即模擬式感測器輸出模擬訊號,數字式感測器輸出數字訊號

    四、根據能量轉換原理

    有源感測器和無源感測器。有源感測器將非電量轉換為電能量,如電動勢、電荷式感測器等;無源程式感測器不起能量轉換作用,只是將被測非電量轉換為電引數的量,如電阻式、電感式及電容光煥發式感測器等

    五、鐳射PM2.5感測器

    利用鐳射技術進行測量的感測器。它由鐳射器、鐳射檢測器和測量電路組成。鐳射感測器是新型測量儀表,它的優點是能實現無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。

    鐳射感測器按工作物質可分為 4種

    ①固體鐳射器:它的工作物質是固體。常用的有紅寶石鐳射器、摻釹的釔鋁石榴石鐳射器 (即YAG鐳射器)和釹玻璃鐳射器等。它們的結構大致相同,特點是小而堅固、功率高,釹玻璃鐳射器是目前脈衝輸出功率最高的器件,已達到數十兆瓦。

    ②氣體鐳射器:它的工作物質為氣體。現已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子鐳射器。常用的有二氧化碳鐳射器、氦氖鐳射器和一氧化碳鐳射器,其形狀如普通放電管,特點是輸出穩定,單色性好,壽命長,但功率較小,轉換效率較低。

    ④半導體鐳射器:它是較年輕的一種鐳射器,其中較成熟的是砷化鎵鐳射器。特點是效率高、體積小、重量輕、結構簡單,適宜於在飛機、軍艦、坦克上以及步兵隨身攜帶。可製成測距儀和瞄準器。但輸出功率較小、定向性較差、受環境溫度影響較大。

    鐳射感測器工作原理

    鐳射感測器工作時,先由鐳射發射二極體對準目標發射鐳射脈衝。經目標反射後激光向各方向散射。部分散射光返回到感測器接收器,被光學系統接收後成像到雪崩光電二極體上。雪崩光電二極體是一種內部具有放大功能的光學感測器,因此它能檢測極其微弱的光訊號,並將其轉化為相應的電訊號。  常見的是鐳射測距感測器,它透過記錄並處理從光脈衝發出到返回被接收所經歷的時間,即可測定目標距離。鐳射感測器必須極其精確地測定傳輸時間,因為光速太快。

    例如,光速約為3*10^8m/s,要想使解析度達到1mm,則傳輸時間測距感測器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間:0.001m/(3*10^8m/s)=3ps

    要分辨出3ps的時間,這是對電子技術提出的過高要求,實現起來造價太高。但是如今的鐳射測距感測器巧妙地避開了這一障礙,利用一種簡單的統計學原理,即平均法則實現了1mm的解析度,並且能保證響應速度。

    鐳射感測器發展前景

    2008年全球感測器市場容量為506億美元,東歐、亞太區和加拿大成為感測器市場增長最快的地區,而美國、德國、日本依舊是感測器市場分佈最大的地區。真尚有公司等世界高階感測器製造商開始進入中國大陸,並且設立了技術開發部門。就世界範圍而言,感測器市場上增長最快的依舊是汽車市場,佔第二位的是過程控制市場,看好通訊市場前景。

    一些感測器市場比如壓力感測器、溫度感測器、流量感測器、水平感測器已表現出成熟市場的特徵。流量感測器、壓力感測器、溫度感測器的市場規模最大,分別佔到整個感測器市場的21%、19%和14%。感測器市場的主要增長來自於無線感測器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機電系統)感測器、生物感測器等新興感測器。其中,無線感測器在2007-2010年複合年增長率預計會超過25%。

    全球的感測器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,感測器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代感測器的開發和產業化,競爭也將日益激烈。在高階技術感測器領域,真尚有等國際感測器巨頭也已經進入國內市場,並直接在中國設立技術研發部。新技術的發展將重新定義未來的感測器市場,比如無線感測器、光纖感測器、智慧感測器和金屬氧化感測器等新型感測器的出現與市場份額的擴大。

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