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人们为了从外界获取信息,必须借助于感器。而单靠人们自身的感器,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。(3)科技与生产脱节,影响科研成果的转化,综合实力较低,产业发展后劲不足。 新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
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在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或较佳状态,并使产品达到较好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到 cm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、较高真空、较强磁场、超弱磁砀等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。通常把光电效应分为3类:(1)在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管等。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器原理及应用
传感器的原理:传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路、辅助电源四部分构成。其中,敏感元件直接接收测量,用于输出被测量有关的物理量信号,敏感元件主要包括热敏、光敏、湿敏、气敏、力敏、声敏、磁敏、色敏、味敏、放射性敏感等十大类;微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。转换元件用于将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;变换电路用于将转换元件输出电信号进行放大、调制等处理;辅助电源用于为系统(主要是敏感元件和转换元件)提供能量。
传感器在手机中的应用:重力传感器,在飞车、天天跑酷等游戏中有着近乎的体现;加速度传感器,例如手机的摇一摇功能就是对手机的加速度进行感应;压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。光线传感器,例如手机的自动调光功能;距离传感器,例如接时手机离开耳朵屏幕变亮,手机贴近耳朵屏幕变黑。手机中的传感器数不胜数,很多功能都是利用传感器来实现的。 除手机外,传感器在日常生活中也有着广泛的应用,常见的如:自动门,通过对人体红外微波的传感来控制其开关状态;烟雾报警器,通过对烟雾浓度的传感来实现报警的目的;电子秤,通过力学传感来测量人或其他物品的重量;水位报警,温度报警、湿度报警等也都利用的是传感器来完成其功能。