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关于集成化与数字化传感器的应用集成传感器概述 集成传感器(integrated sensor)是在半导体集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术等基础上发展起来的。集成传感器的种类很多,可大致归为以下两种类型‘传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。 1.传感器本身的集成化 传感器本身的集成化可分为两种情况: 一种是具有同样功能的传感器的集成化。如电荷藕合器件(CCD)就是在一块半导体芯片上集成了许多光电传感器的集成化器件,又如将多个相同的光敏二极管“集成”在同一芯片上成为摄像仪中的光敏器件。这种集成化的特点是把对一个点的测量扩展成对一条线、一个平面或对空间的测量。 另一种是不同功能传感器的集成化,使一个传感器具有多种功能。如把温度变送器和湿度传感器集成在一起,可同时枪测温度和湿度。2.传感器与后续电路的集成化 此类集成化也可分为两种情况· ·一种是传感器和输出电路的集成化。如光电传感器和其放大电路集成在一起,可减少干扰.提高灵敏度;在硅片上制造薄膜传感器及放大器而构成的加速度传感器等。 另一种是将传感器和后续数据处理电路集成在一起.如微机化的传感器,既具备传感器的功能,又具有记忆及运算的功能、信息处理及非线性滤波的功能、多重翰人系统的构成一与同一数据的周期重复处理功能,以及系统的调节与控制的功能等。因此,这种传感器是一种多功能化的传感器. 总的来说,集成传感器具有如下特点: (”成本低.由于集成电路工艺已十分完善,利用这种技术可降低产品的成本。 (2)小型化.以硅技术为基础,将多个相同或不同的器件集成在一起,使许多引线变为芯片的内部连线,可使体积大大缩小. (3)性能改善。集成传感器可以把温度补偿、信号放大及处理电路做在同一块芯片上,这样就使环境沮度变化和电源波动等外界因素对输出信号的影响减至最小。 (4》可靠性提高.由于集成化的结果,使外引线变为内引线,器件的焊点大大减少,可靠性得以提高。 (5)接11灵活性增加。可在传感器芯片上设计阻抗变换电路、电平变换电路等,以适应不同的要求,便于与外电路连接。来源:中国仪器仪表网
波高采集系统有32个传感器通道,可以连接不通型号的传感器。主要应用于水工河工物理模型波浪、港池、水槽等试验,能同时对多种试验仪器进行数据采集分析。那么波高采集系统的集成式智能传感器工作原理有哪些呢? 集成式智能传感器是指将多个功能相同或不同的敏感器件制作在同一个芯片上构成传感器阵列,主要有三个方面的含义:一是将多个功能完全相同的敏感单元集成制造在同一个芯片上,用来测量被测量的空间分布信息,例如压力传感器阵列或我们熟知的CCD器件。 二是指对不同类型的传感器进行集成,例如集成有压力、温度、湿度、流量、加速度、化学等敏感单元的传感器,能同时测到环境中的物理特性或化学参量,用来对环境进行监测。 集成化的第三层含义是指对多个结构相同、功能相近的敏感单元进行集成,例如将不同气敏传感元集成在一起组成“电子鼻”,利用各种敏感元对不同气体的交叉敏感效应,采用神经网络模式识别等先进数据处理技术,可以对混合气体的各种组分同时监测,得到混合气体的组成信息,同时提高气敏传感器的测量精度;这层含义上的集成还有一种情况是将不同量程的传感元集成在一起,可以根据待测量的大小在各个传感元之间切换,在保证测量精度的同时,扩大传感器的测量范围。
热电传感器是常用传感器之一 热电传感器是一种将温度转换成电量的装置,包括电阻式温度传感器、热电偶传感器、集成温度传感器等。 电阻式温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的原理进行测温的。电阻式温度传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类,一般把金属热电阻称为热电阻,而把半导体热电阻称为热敏电阻。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻,铂热电阻的特点是梢度高,性能稳定,工业上广泛应用铂热电阻进行一200^-+850℃范围的温度侧量,还作为复现国际温标的标准仪器;铜热电阻的电阻沮度系数高.线性度好,且价格便宜,应用于一些侧量精度要求不高且温度较低的场合,其侧温范围为一50-+1501C,但由于铜易氧化,热惯性大,不适宜在腐蚀性介质中或高温下工作.热敏电阻的电阻温度系数大,灵敏度高,尺寸小,响应速度快,电阻值范围大((0. 1^-100kS1),使用方便,但温度特性为非线性.互换性差,测温范围小(一般在一50-200). 热电偶传感器是工程上应用最广泛的温度传感器。它构造简单.使用方便,具有较高的准确度、稳定性及复现性,温度测量范围宽(-200^-+3500'C ),动态性能好,在温度测最中占有重要的地位。 集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流电压特性与温度的关系.把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅片上.构成一个专用集成电路芯片。它具有体积小、反应快、线性好、价格低等优点,但受耐热性能和特性范围的限制,只能用来测150℃以下的温度。如AD590是应用最广泛的一种集成温度传感器.它具有内部放大电路,再配上相应的外电路,可方便地构成各种应用电路.来源——中国仪器仪表网