传感器应用范围广泛, 在各个领域、行业备受青睐。传感器的常见构成要素除了敏感元件和转换元件外, 还包括变换电路和辅助电源。其中:敏感元件的直观性最强, 能够输出与之相关的各类物理量信号;转换元件的价值在于更改上述元件输出的内容, 转变为电信号的形式;变换电路的主要作用是放大、调制转换元件输出的电信号;无论是转换元件还是变换电路, 都离不开辅助电源的供电[1]。
1.1 传感器的概念
传感器作为一种常见装置, 可感知外界信息并进行转化, 使之以可利用的信号形式存在。传感器的价值和作用在于转化感知到的模拟信号, 使之以电信号的形式显示。这一过程被称为模数变化过程, 主要构成元素为传感器末梢和信号变化装置。前者的作用在于感知外界信息。传感器具备数字化、智能化、系统化、微型化和网络化等特征, 为自动检测及控制过程中的首要环节。充分发挥传感器的作用和价值, 能够使物体更加立体、形象。依据感知功能, 可将传感器细分为热、光、磁、气和色等各类敏感元件。文章不一一举例, 着重探讨温、光、力和磁四个方面[2]。
1.2 传感器的分类
第一, 温度传感器。此类传感器的核心是热敏元件。通常, 温度传感器中, 热敏软件由双金属片、铜、铂和半导体等各类热电阻构成, 甚至可以由热电偶构成。半导体热敏传感器体积小, 灵敏度和准确性都非常高, 制作工艺也非常简单, 费用低, 应用普遍。
第二, 光传感器。目前, 光电技术的发展速度非常快, 由其滋生的光敏元件应用比较普遍。光敏元件的生产工艺比较简单, 价格比较便宜, 广泛应用于许多领域, 比如光电二极管、光电耦合器和光敏电阻器等。
第三, 力敏传感器。以往材料的形变和位移通常用物理量测量, 而现在则被传感器取代。目前, 半导体器件技术发展较快。无论是半导体材料的电阻效能, 还是器件物理特性, 都通过力学原理进行测量。这一测量方法受到了人们的广泛关注。力敏传感器具备非常高的灵敏度, 体积相对较小, 非常轻便, 便于搬运、收纳。它普遍应用于测量器件压力、加速度, 甚至可以应用于工业控制[3]。
第四, 磁敏传感器。它依托磁场原理制作而成。霍尔器件作为一种磁敏传感器, 应用普遍。霍尔器件和磁阻器件分别依据霍尔效应和磁阻效应原理制作而成。一旦出现外加磁场, 周围磁场增大时, 半导体电阻随之增大。电子元器件中, 磁敏二极管和磁敏三极管应用普遍, 而电子产品审计过程中, 常用电子元器件。现阶段, 磁敏元件生产工艺比较完备, 磁敏传感器正是以磁敏元件为基础制作而成, 可以用于测量电学量、磁学量和力学量[4]。
