传感器与检测技术简述

1、传感器与检测技术简述作者：张德慧 魏 铭 王明月来源：科学与财富2018年第 15期摘要：随着新时代的到来，科学技术显得尤为重要，走在科学技术的前沿，就代表走在时 代的前沿。在众多的科学技术当中，传感器技术便是很重要的一项技术，值得我们去学习和思 考。而传感器在检测技术中的重要应用更是我们发展的重要力量。本文通过研究对传感器的研 究，简述各种类型在不同检测技术中的重要应用。关键词：传感器，检测。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换 成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制 等要求。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，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。传感器早已渗透到诸如工业生 产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极 其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系 统，几乎每一个现代化项

2、目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经 济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相 信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。1、检测技术检测技术是将多种学科，多种技术融为一体并综合运用的复合技术，广泛应用于许多重要 领域。在时代与科技高速发展的今天，方方面面都需要检测，甚至细微到我们呼吸的空气都需 要检测，所以检测技术必然值得我们花费更多的时间和精力去研究及发展。其中运用传感器的 检测技术便是重要的一项。2、传感器检测技术的分类传感器可以检测很多我们想知道的量，下面将围绕传感器测距离，传感器测压力，传感器 测温度来展开进行介绍。2.1 传感器检测距离距离传感器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体的距离的一种传感器。目前测 量距离的传感器有超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、24GHZ雷达传 感器。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的 深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒 效应。因此超声波

3、检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段。激光测距是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光 器。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光 电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度，显著减少重量和功耗，使测量到人 造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。红外测距传感是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类：（1）辐射计，用于 辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它 的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和 通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。按探测机理可分成 为光子探测器和热探测器。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的 应用。24GHZ雷达传感器。它能通过发射与接收频率为24.125GHz左右的微波来感应物体的存 在，运动速度，静止距离，物体所处角度等，采用平面微带天线技术，具有体积小.集成化程 度高感应灵敏等特点。24GHz雷达传感器是一种可以将

4、微波回波信号转换为一种电信号的装 换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车ACC辅助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。2.2传感器检测压力压力传感器是工业实践、仪器仪表控制中最为常用的一种传感器，并广泛应用于各种工业 自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船 舶、机床、管道等众多行业。测压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应 变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、霍尔压力传感 器、压电式压力传感器等压力传感器测压力。这些传感器都有自己的使用原理，可以根据本身 由于压力而产生变化的物理量的变化，来换算成压力的变化，以此为依据来进行压力的检测。 根据不同的要求，选择不同的方式进行测量，经过多方测试，总能选择最合适的压力测量传感 器，因此可以灵活方便地应用于很多地方。2.3 传感器检测温度温度的宏观概念是冷热程度的表示，温度概念的建立和温度的测量都是以热平衡现象为基 础。温度这一参数是不能直接测量的，一般根据物质的某些特性参数与温度之间的函数关系， 通过对这些特性参数的测量而间接获取。根据测温度传感器的使用方

5、式，测温方法大体分为接 触式和非接触式两种。1）接触式测温法测温传感器敏感元件直接与被测物体接触，在足够长的时间内，使温度传感器与被测点达 到热平衡，以实现温度测量。由于温度传感器与被测物体接触，所以测量比较直观、可靠，测温度准确度较高，但它直 接影响被测物体温度场分布。使用该种方法需要使测温元件与被测物体达到热平衡，所以测温 时产生较大滞后，并由此带来测温误差。测温范围在1600摄氏度以下，通常 1000摄氏度以下 的温度容易测量，1200 摄氏度以上的温度不易测量。（2）非接触式测温法测温度传感器不接触被测物体，利用物体的热辐射随温度变化的原理测定物体温度，故又 称辐射测温。测温传感器不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，动态测量反应 快，适于测量高温。但受环境影响较大，测量精度低，从理论上讲，其测温上限是无限的，实 际上一般只用到3000摄氏度。在高温领域中，使用较多的有辐射高温计、光学高温计和光电 高温计等。近些年来，红外辐射高温计、比色温度计的应用也在逐渐扩大。每种测温度传感器都有其适用范围以及测量精度，我们应该根据实际情况选择最合适的传 感器进行温度的检测。总结：传感器的种类很多，可以检测的量也很多，随着工业的迅猛发展，其广阔的应用前 景也越来越显而易见。传感器的检测技术已经成为几乎各个领域不可缺少的要素，是推动社会 发展，生产力提高的重要力量。传感器的测量技术很重要，同时，它还可以反馈给我们许多想 要的信息，为下一步更加精确的测量提供有利条件。未来的竞争，更多的是高科技的竞争，而 掌握了先进的传感器技术，就是站在了时代的制高点，可以为社会的发展贡献更多的力量。这 里没有将所有的传感器一一介绍，知识列举了几种，要想了解更多有关传感器的知识需要更深 入的学习。每一种传感器的深入学习要有物理、数学等学科知识的支撑，所以要认真思考，细 细研究。参考文献：传感器技术大全，张宏润北京航空航天大学出版社传感器技术及应用樊尚春 北京航空航天大学出版社

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