1.3.1　傳感器的種類

一、敏感元件的分類

傳感器的關鍵組成部分是敏感元件，而敏感元件又分為幾個大?類。

（1）物理類：基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效?應。

（2）化學類：基于化學反應的原?理。

（3）生物類：基于酶、抗體和激素等分子識別功?能。

根據其基本感知功能，敏感元件可分為熱敏元件、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。

二、傳感器的種類

從具體的應用上，常見的傳感器有以下幾類。

（1）電阻式傳感?器。

電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等物理量轉換成電阻阻值的一種器件，主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。其中溫度傳感器就是常用的一?種。

溫度傳感器的種類很多，經常使用的有熱電阻，如PT100、PT1000、Cu50、Cu100；熱電偶，如B、E、J、K、S等。溫度傳感器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應根據不同的場所選用合適的產?品。

測溫原理：根據電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫度發生變化的原理，我們可以得到所需要測量的溫度?值。

（2）激光傳感?器。

激光傳感器是利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表的重要器件，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，具有速度快，精度高，量程大，抗光、抗電干擾能力強等特?點。

（3）霍爾傳感?器。

霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器，廣泛地應用于工業自動化、檢測及信息處理等方面?；魻栃茄芯堪雽w材料性能的基礎。通過用霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參?數。

目前，作為輕便交通工具的電動自行車就是采用霍爾傳感器來控制車速?的。

（4）光敏傳感?器。

光敏傳感器是非常常見的傳感器，它的種類繁多，主要有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏晶體管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波?長。

光敏傳感器是產量多、應用廣的傳感器，它在自動控制和非電量電測量技術中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當光子沖擊接合處時就會產生電?流。

光敏傳感器不局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉換為光信號即可，如光電耦合器等還可以實現對輸入輸出的隔?離。

（5）生物傳感?器。

生物傳感器是將生物活性材料（酶、DNA、抗體、抗原、生物膜等）與物理化學換能器有機結合的一種傳感器，使用生物傳感器是發展生物技術必不可少的一種先進的檢測方法與監控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方?法。

各種生物傳感器有以下共同的結構：包括一種或數種相關生物活性材料及能把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理換能器或化學換能器（傳感器），二者組合在一起，用現代微電子和自動化儀表技術進行生物信號的再加工，構成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系?統。

（6）智能傳感?器。

智能傳感器是通過模擬人的感官和大腦的協調動作，結合長期以來測試技術的研究和實際經驗而提出來的，是一個相對獨立的智能單元，它的出現使得對原來的硬件性能的苛刻要求有所降低，依靠軟件的幫助可以使傳感器的性能大幅度提?高。

（7）視覺傳感?器。

視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數以千計像素的能力，圖像的清晰和細膩程度常用分辨率（單位面積的像素數量）表?示。

在捕獲圖像之后，視覺傳感器可將圖像與內存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。例如，視覺傳感器被設定為辨別正確地插有8顆螺栓的機器部件，則會拒收只有7顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件，此外，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，無論該部件是否在360度范圍內旋轉，視覺傳感器都能做出判?斷。

（8）位移傳感?器。

位移傳感器又稱為線性傳感器，是把位移轉換為電量的傳感器。按照組成位移傳感器敏感元件的不同，位移傳感器可分為電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器、超聲波式位移傳感器、霍爾式位移傳感器?等。

（9）壓力傳感?器。

壓力傳感器是工業實踐中較為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自動控制環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行?業。

（10）超聲波測距傳感?器。

超聲波測距傳感器采用超聲波回波測距原理，運用精確的時差測量技術，檢測傳感器與目標物之間的距離，采用小角度、小盲區超聲波傳感器，具有測量準確、無接觸、防水、防腐蝕、低成本等優點，可應用于液位、物位檢測，特有的液位、料位檢測方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動而不易檢測到回波的情況下有穩定的輸出，可應用于液位檢測、物位檢測、料位檢測、工業過程控制等。

三、傳感器的其他分類

傳感器按照不同的用途、工作原理、輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等還可以分為不同的類?型。

（1）按用途分?類。

按用途分類，傳感器可分為壓力傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感?器。

（2）按工作原理分類。

按工作原理分類，傳感器可分為振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器?等。

（3）按輸出信號分類，傳感器可分為以下幾?種。

① 模擬傳感器：將被測量的非電學量轉換成模擬量。

② 數字傳感器：將被測量的非電學量轉換成數字量，包括直接轉換和間接轉?換。

③ 膺數字傳感器：將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號，包括直接或間接轉?換。

膺數字傳感器類似數字傳感器，接近開關、光電開關等都是數字傳感器，因為都可以將信號以脈沖的方式提供給控制器來使用。

膺數字傳感器的代表產品為旋轉編碼器，如增量型旋轉編碼器，旋轉一圈輸出固定的脈沖數，如1000脈沖的，轉1圈則輸出1000個脈沖，通過這個功能可以測量出長度、速度等。旋轉編碼器在電梯電氣控制系統中被廣泛使?用。

④ 開關傳感器：當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平信號或高電平信?號。

（4）按制造材料和工藝分類，傳感器可分為以下幾?種。

① 集成傳感器：用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的傳感器，通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片?上。

② 薄膜傳感器：通過沉積在介質襯底（基板）上的相應敏感材料的薄膜形成的傳感器。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此同一基板?上。

③ 厚膜傳感器：利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成，基片通常用是Al₂O₃制成的，然后進行熱處理，使厚膜成?形。

④ 陶瓷傳感器：采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產的傳感器。完成適當的預備性操作之后，將已成形的元件在高溫中進行燒?結。

厚膜傳感器和陶瓷傳感器有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜傳感器是陶瓷傳感器的另一種形式。